|
| |
|
| |
|
|
Prediction of slow crack growth in polymer pressure pipes
Luky, Robin ; Knésl, Zdeněk (referee) ; Hutař, Pavel (advisor)
A new methodology of polymer pipe lifetime estimation taking into account residual stresses is described in this thesis. Engineering equations derived based on numerical simulations of a hydrostatic pressure test are proposed. Residual lifetime calculations were performed for different loading conditions using experimental data of a creep crack propagation in studied material and stress distribution in the pipe wall. The effects which significantly influence lifetime estimation were quantified with special focus on residual stresses.
|
|
| |
|
| |
|
|
DAMAGE OF COMPOUND STRUCTURES CAUSED BY MATERIAL DISCONTINUITY
Korbel, Jakub ; Žmindák, Milan (referee) ; Hutař, Pavel (referee) ; Knésl, Zdeněk (advisor)
This Ph.D. thesis deals with modeling of compound structures containing defects such as cracks or notches. Attention was mainly focused on structures manufactured out of metals and polymers. Presented results were obtained from experimental measurements, which were compared with theoretical estimations of the ultimate states of the compound structures. Theoretical estimations were obtained by the application of the generalized fracture mechanics, whose integral part is based on numerical solution provided by finite element method. The results of the Ph.D. thesis contribute both to prediction of the limit states of compound objects, and to verification of the validity of the generalized fracture mechanics.
|
|
|
STOCHASTIC CRACK PROPAGATION MODELLING USING THE EXTENDED FINITE ELEMENT METHOD
Nešpůrek, Lukáš ; Novák, Drahomír (referee) ; Hutař, Pavel (referee) ; Anthony Nouy, PhD., HDR (referee) ; Knésl, Zdeněk (advisor)
Tato disertační práce vychází z výzkumu v rámci francouzsko-českého programu doktorátu pod dvojím vedením na pracovišti Institut français de mécanique avancée v Clermont-Ferrand a na Ústavu fyziky materiálu AV v Brně. Úvodní výzkumný úkol na brněnském pracovišti se zabýval numerickou analýzou pole napětí v okolí čela trhliny v tenké kovové fólii. Zvláštní pozornost byla zaměřena na vliv speciálního typu singularity v průsečíku čela trhliny s volným povrchem. Těžiště disertační práce spočívá v numerickém modelování a stochastické analýze problémů šíření trhlin se složitou geometrií v dvojrozměrném prostoru. Při analýze těchto problémů se dříve zřídka používaly numerické metody, a to z důvodu vysoké náročnosti na výpočtový čas. V této disertaci je ukázáno, že aplikací moderních metod numerické mechaniky a vhodných technik v analýze spolehlivosti lze tyto problémy řešit s pomocí numerických metod i na PC. Ve spolehlivostní analýze byla využita lineární aproximační metoda FORM. Pro rychlost šíření trhlin se vycházelo z Parisova-Erdoganova vztahu. Pro parametry tohoto vztahu byl použit dvourozměrný statistický model, který postihuje vysokou citlivost na korelaci obou parametrů. Mechanická odezva byla počítána rozšířenou metodou konečných prvků (XFEM), která eliminuje výpočetní náročnost a numerický šum související se změnou sítě v klasické metodě konečných prvků. Prostřednictvím přímé diferenciace bylo odvozeno několik vztahů pro derivace funkce odezvy, čímž se dosáhlo lepší numerické stability a konvergence spolehlivostní analýzy a výrazného zkrácení doby výpočtu. Problém zatížení s proměnou amplitudou byl řešen aplikací transformace zatížení metodou PREFFAS. Využití distribuce výpočtů v síti PC umožnilo další zrychlení analýzy.
|
|
|
DAMAGE OF COMPOUND STRUCTURES CAUSED BY MATERIAL DISCONTINUITY
Korbel, Jakub ; Žmindák, Milan (referee) ; Hutař, Pavel (referee) ; Knésl, Zdeněk (advisor)
This Ph.D. thesis deals with modeling of compound structures containing defects such as cracks or notches. Attention was mainly focused on structures manufactured out of metals and polymers. Presented results were obtained from experimental measurements, which were compared with theoretical estimations of the ultimate states of the compound structures. Theoretical estimations were obtained by the application of the generalized fracture mechanics, whose integral part is based on numerical solution provided by finite element method. The results of the Ph.D. thesis contribute both to prediction of the limit states of compound objects, and to verification of the validity of the generalized fracture mechanics.
|
|
|
STOCHASTICKÉ MODELOVÁNÍ ŠÍŘENÍ TRHLIN S VYUŽITÍM ROZŠÍŘENÉ METODY KONEČNÝCH PRVKŮ
Nešpůrek, Lukáš ; Knésl, Zdeněk (advisor)
Tato disertační práce vychází z výzkumu v rámci francouzsko-českého programu doktorátu pod dvojím vedením na pracovišti Institut français de mécanique avancée v Clermont-Ferrand a na Ústavu fyziky materiálu AV v Brně. Úvodní výzkumný úkol na brněnském pracovišti se zabýval numerickou analýzou pole napětí v okolí čela trhliny v tenké kovové fólii. Zvláštní pozornost byla zaměřena na vliv speciálního typu singularity v průsečíku čela trhliny s volným povrchem. Těžiště disertační práce spočívá v numerickém modelování a stochastické analýze problémů šíření trhlin se složitou geometrií v dvojrozměrném prostoru. Při analýze těchto problémů se dříve zřídka používaly numerické metody, a to z důvodu vysoké náročnosti na výpočtový čas. V této disertaci je ukázáno, že aplikací moderních metod numerické mechaniky a vhodných technik v analýze spolehlivosti lze tyto problémy řešit s pomocí numerických metod i na PC. Ve spolehlivostní analýze byla využita lineární aproximační metoda FORM. Pro rychlost šíření trhlin se vycházelo z Parisova-Erdoganova vztahu. Pro parametry tohoto vztahu byl použit dvourozměrný statistický model, který postihuje vysokou citlivost na korelaci obou parametrů. Mechanická odezva byla počítána rozšířenou metodou konečných prvků (XFEM), která eliminuje výpočetní náročnost a numerický šum související se změnou sítě v klasické metodě konečných prvků. Prostřednictvím přímé diferenciace bylo odvozeno několik vztahů pro derivace funkce odezvy, čímž se dosáhlo lepší numerické stability a konvergence spolehlivostní analýzy a výrazného zkrácení doby výpočtu. Problém zatížení s proměnou amplitudou byl řešen aplikací transformace zatížení metodou PREFFAS. Využití distribuce výpočtů v síti PC umožnilo další zrychlení analýzy.
|
|
|
STOCHASTIC CRACK PROPAGATION MODELLING USING THE EXTENDED FINITE ELEMENT METHOD
Nešpůrek, Lukáš ; Novák, Drahomír (referee) ; Hutař, Pavel (referee) ; Anthony Nouy, PhD., HDR (referee) ; Knésl, Zdeněk (advisor)
Tato disertační práce vychází z výzkumu v rámci francouzsko-českého programu doktorátu pod dvojím vedením na pracovišti Institut français de mécanique avancée v Clermont-Ferrand a na Ústavu fyziky materiálu AV v Brně. Úvodní výzkumný úkol na brněnském pracovišti se zabýval numerickou analýzou pole napětí v okolí čela trhliny v tenké kovové fólii. Zvláštní pozornost byla zaměřena na vliv speciálního typu singularity v průsečíku čela trhliny s volným povrchem. Těžiště disertační práce spočívá v numerickém modelování a stochastické analýze problémů šíření trhlin se složitou geometrií v dvojrozměrném prostoru. Při analýze těchto problémů se dříve zřídka používaly numerické metody, a to z důvodu vysoké náročnosti na výpočtový čas. V této disertaci je ukázáno, že aplikací moderních metod numerické mechaniky a vhodných technik v analýze spolehlivosti lze tyto problémy řešit s pomocí numerických metod i na PC. Ve spolehlivostní analýze byla využita lineární aproximační metoda FORM. Pro rychlost šíření trhlin se vycházelo z Parisova-Erdoganova vztahu. Pro parametry tohoto vztahu byl použit dvourozměrný statistický model, který postihuje vysokou citlivost na korelaci obou parametrů. Mechanická odezva byla počítána rozšířenou metodou konečných prvků (XFEM), která eliminuje výpočetní náročnost a numerický šum související se změnou sítě v klasické metodě konečných prvků. Prostřednictvím přímé diferenciace bylo odvozeno několik vztahů pro derivace funkce odezvy, čímž se dosáhlo lepší numerické stability a konvergence spolehlivostní analýzy a výrazného zkrácení doby výpočtu. Problém zatížení s proměnou amplitudou byl řešen aplikací transformace zatížení metodou PREFFAS. Využití distribuce výpočtů v síti PC umožnilo další zrychlení analýzy.
|
guest ::
