|
|
Využití DIC při měření zbytkových napětí metodou vrtání otvoru
Kováříková, Sabina ; Kubík, Petr (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Práce se zabývá určováním zbytkového napětí pomocí odvrtávací metody. Princip metody spočívá ve vyvrtání otvoru a měření deformace v okolí odvrtaného otvoru. Deformace je následně přepočítána na zbytková napětí s použitím kalibračních koeficientů. Práce je zaměřena na měření deformace v okolí otvoru optickou bezkontaktní metodou digitální korelace obrazu (DIC). V úvodu se práce zabývá rešeršní studií současného stavu řešené problematiky. Součástí práce je vyhodnocení zbytkových napětí z polí posuvů různými přístupy a zhodnocení použitých metod.
|
|
|
Návrh a realizace experimentálního zařízení pro určování zbytkové napjatosti ohýbaných vzorků
Novotný, Lukáš ; Návrat, Tomáš (oponent) ; Krejčí, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá konstrukčním návrhem a realizací experimentálního zařízení pro výzkum v oblasti určování zbytkových napětí vzorků s nerovnoměrně rozloženým profilem napětí po tloušťce vzorku. Byla provedena rešeršní studie řešené problematiky, na jejímž základě byly zpracovány kapitoly popisující vznik zbytkových napětí, jejich klasifikaci a metody, používané pro stanovení jejich velikosti. V další části práce je uveden konstrukční návrh experimentálního zařízení a pevnostní kontrola jeho vybraných částí. Následně je představen finální návrh experimentálního zařízení, včetně kompletní výrobní dokumentace a je uveden průběh jeho realizace a montáže. Závěr práce je pak věnován popisu provedeného zkušebního zatížení vzorku.
|
|
|
Stanovení zbytkové napjatosti metodou vrtání otvoru s využitím MKP
Civín, Adam ; Vlk, Miloš (oponent) ; Hlavoň, Pavel (vedoucí práce)
Zbytková napjatost působící v tělese může i nemusí být z hlediska bezpečnosti přínosná pro danou konstrukci či součást. Cílem této práce není pojednání o možných způsobech vzniku zbytkové napjatosti v materiálech, ani o jeho odstranění, ale je zaměřena na jednu z nejrozšířenějších metod měření zbytkových napětí, jakou je odvrtávací metoda. Abychom mohli stanovit, jak nám tato napjatost ovlivňuje chování materiálu, musíme být schopni určit velikosti těchto napětí a jejich hlavní směry působení. Jak již bylo řečeno, jednou z mnoha metod sloužící k vyhodnocení potřebných informací, je metoda semidestruktivní, a to metoda vrtání otvoru. Tato metoda je tvůrčí podstatou celé práce a dále je omezena pouze na určení homogenního zbytkového napětí pro konečné tloušťky ocelových desek. Jedná se o hookovský, izotropní, lineárně pružný materiál s materiálovými charakteristikami =0,3 a E=2,1[10]^5 MPa. Pro aplikaci této metody je potřeba určit kalibrační koeficienty “a“ a “b“, kterých se dále využívá k co nejpřesnějšímu stanovení zbytkové napjatosti v konkrétní hloubce odvrtaného materiálu, při daném průměru vrtaného otvoru a známé tloušťce odvrtávaného tělesa. Geometrie tělesa je zjednodušena na tvar hranolu s rovinnými povrchovými plochami. Dále je nutné poznamenat, že kalibrační koeficienty jsou stanoveny pouze pro jeden typ tenzometrické růžice RY 61 S, která je v tomto případě nedílnou součástí jak numerického, tak experimentálního stanovení kalibračních koeficientů. Motivací a zároveň požadovaným výsledkem této diplomové práce je podat srozumitelný a ucelený náhled na přesnost, efektivnost a použitelnost kalibračních koeficientů v závislosti na tloušťce tělesa, velikosti vrtaného otvoru, podmínky průchozí a neprůchozí vrtané díry, počtu odvrtaných vrstev a v neposlední řadě na kvalitě a přesnosti tvorby výpočtového modelu. K dosažení těchto výsledků bylo využito simulace zbytkové napjatosti, spojené s výpočtovým modelováním pomocí metody konečných prvků. Výsledky jsou prezentovány v podobě 3D grafů, 2D grafů, tabulek a procentuálních odchylek výsledných hodnot vzhledem k výsledkům z jiných publikací, či s analytickým řešením. Přestože je práce zaměřena na numerické modelování a simulace pomocí MKP, má bohužel i tato metoda několik více či méně podstatných omezení. Mezi ně například patří vliv excentricity vrtaného otvoru vzhledem ke středu tenzometrické růžice, vznik vysokých hodnot redukovaných napětí na čele vyvrtaného otvoru coby koncentrátoru napětí a dále jeho následná plastifikace, vliv geometrických nepřesností otvoru a další. Všechny tyto aspekty, ovlivňující přesnost stanovení kalibračních koeficientů, nelze do numerického modelu v rámci této diplomové práce zahrnout. Blíže je o této problematice pojednáno v rešeršní studii. Dosažené výsledky řešení by měly napomoci k praktickému využití předem stanovených kalibračních koeficientů při určování homogenního napětí po hloubce u různých tloušťek vzorků s požadovanou velikostí a hloubkou odvrtaného otvoru. Všechny uvedené výsledky jsou ale použitelné pouze pro jeden typ tenzometrické růžice, a to konkrétně pro typ RY 61 S firmy HBM.
|
|
|
Analysis of uncertainties in the calculation of residual stresses
Dubravec, Kristián ; Houfek, Lubomír (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
This thesis is about analysis of uncertainties in the calculation of residual stresses, which are homogeneous and measured by the hole-drilling method. Stochastic approach is explained using models of beams. Theory of residual stresses is included. Source code for evaluating residual stresses deterministically and stochastically is created using the Python language. Sensitivity analysis of input parameters is performed.
|
|
|
Určování zbytkových napětí z pole přetvoření v okolí odvrtávané díry
Horák, Richard ; Návrat, Tomáš (oponent) ; Halabuk, Dávid (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá určováním homogenních zbytkových napětí pomocí odvrtávací metody. K měření uvolněných přetvoření je využita optická metoda digitální korelace obrazu (DIC). Aby bylo možné k vyhodnocení zbytkových napětí využít celého pole přetvoření, je potřeba znát funkční závislosti kalibračních konstant na tomto poli. Rozsáhlá část diplomové práce proto zahrnuje nalezení těchto závislostí ve vztahu k rozměrům vrtané díry a souřadnic polohy měřených bodů. Další část práce se zabývá vyhodnocením homogenních zbytkových napětí z poskytnutých experimentálních dat natahované ocelové ploché tyče s průchozí dírou. V závěru práce je provedena citlivostní analýza, zabývající se vlivem vstupních veličin výpočtového algoritmu ve vztahu k vyhodnoceným zbytkovým napětím.
|
|
|
Numerical simulation of the hole drilling method for residual stress measurement
Halabuk, Dávid ; Ganev, Nikolaj (oponent) ; Pástor,, Miroslav (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
The doctoral thesis is focused on the investigation of various cases that may occur in the measurement of residual stresses by hole-drilling method and which deviate from the ideal state for which hole-drilling method is derived. In order to assess various stress states, geometries or material properties of the measured body, a computational model simulating the hole-drilling method was created by the finite element method. The first investigated case deals with cylindrical bodies and errors that may occur when the hole-drilling method is used to measure residual stresses in bodies with various surface radii. In addition to the evaluation of errors for different stress states, a procedure for the calculation of uniform residual stresses in cylindrical bodies has been proposed. The next part of the thesis is focused on investigating the influence of the residual stress placed in the perpendicular direction to the measured surface on the error of evaluated residual stresses located in a plane parallel to the surface of a measured body. The last and largest part of the thesis deals with cases in which plastic deformations form in the area around the drilled hole during residual stress measurement. After examining of various parameters influencing the formation of plastic deformations, a correction procedure which is capable to correct the uniform residual stresses for various hole diameters and various strain gauge rosettes independently of the stress state or material properties was proposed. The proposed correction procedure was thoroughly tested to ensure its satisfactory results. Based on the obtained results published in this thesis, it is possible to estimate the influence of various conditions deviating from the ideal case on the accuracy of the evaluated residual stresses and in some cases minimize this influence by the proposed procedures.
|
|
|
Využití DIC při měření zbytkových napětí metodou vrtání otvoru
Kováříková, Sabina ; Kubík, Petr (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Práce se zabývá určováním zbytkového napětí pomocí odvrtávací metody. Princip metody spočívá ve vyvrtání otvoru a měření deformace v okolí odvrtaného otvoru. Deformace je následně přepočítána na zbytková napětí s použitím kalibračních koeficientů. Práce je zaměřena na měření deformace v okolí otvoru optickou bezkontaktní metodou digitální korelace obrazu (DIC). V úvodu se práce zabývá rešeršní studií současného stavu řešené problematiky. Součástí práce je vyhodnocení zbytkových napětí z polí posuvů různými přístupy a zhodnocení použitých metod.
|
|
|
Analysis of uncertainties in the calculation of residual stresses
Dubravec, Kristián ; Houfek, Lubomír (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
This thesis is about analysis of uncertainties in the calculation of residual stresses, which are homogeneous and measured by the hole-drilling method. Stochastic approach is explained using models of beams. Theory of residual stresses is included. Source code for evaluating residual stresses deterministically and stochastically is created using the Python language. Sensitivity analysis of input parameters is performed.
|
|
|
Návrh a realizace experimentálního zařízení pro určování zbytkové napjatosti ohýbaných vzorků
Novotný, Lukáš ; Návrat, Tomáš (oponent) ; Krejčí, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá konstrukčním návrhem a realizací experimentálního zařízení pro výzkum v oblasti určování zbytkových napětí vzorků s nerovnoměrně rozloženým profilem napětí po tloušťce vzorku. Byla provedena rešeršní studie řešené problematiky, na jejímž základě byly zpracovány kapitoly popisující vznik zbytkových napětí, jejich klasifikaci a metody, používané pro stanovení jejich velikosti. V další části práce je uveden konstrukční návrh experimentálního zařízení a pevnostní kontrola jeho vybraných částí. Následně je představen finální návrh experimentálního zařízení, včetně kompletní výrobní dokumentace a je uveden průběh jeho realizace a montáže. Závěr práce je pak věnován popisu provedeného zkušebního zatížení vzorku.
|
|
|
Stanovení zbytkové napjatosti metodou vrtání otvoru s využitím MKP
Civín, Adam ; Vlk, Miloš (oponent) ; Hlavoň, Pavel (vedoucí práce)
Zbytková napjatost působící v tělese může i nemusí být z hlediska bezpečnosti přínosná pro danou konstrukci či součást. Cílem této práce není pojednání o možných způsobech vzniku zbytkové napjatosti v materiálech, ani o jeho odstranění, ale je zaměřena na jednu z nejrozšířenějších metod měření zbytkových napětí, jakou je odvrtávací metoda. Abychom mohli stanovit, jak nám tato napjatost ovlivňuje chování materiálu, musíme být schopni určit velikosti těchto napětí a jejich hlavní směry působení. Jak již bylo řečeno, jednou z mnoha metod sloužící k vyhodnocení potřebných informací, je metoda semidestruktivní, a to metoda vrtání otvoru. Tato metoda je tvůrčí podstatou celé práce a dále je omezena pouze na určení homogenního zbytkového napětí pro konečné tloušťky ocelových desek. Jedná se o hookovský, izotropní, lineárně pružný materiál s materiálovými charakteristikami =0,3 a E=2,1[10]^5 MPa. Pro aplikaci této metody je potřeba určit kalibrační koeficienty “a“ a “b“, kterých se dále využívá k co nejpřesnějšímu stanovení zbytkové napjatosti v konkrétní hloubce odvrtaného materiálu, při daném průměru vrtaného otvoru a známé tloušťce odvrtávaného tělesa. Geometrie tělesa je zjednodušena na tvar hranolu s rovinnými povrchovými plochami. Dále je nutné poznamenat, že kalibrační koeficienty jsou stanoveny pouze pro jeden typ tenzometrické růžice RY 61 S, která je v tomto případě nedílnou součástí jak numerického, tak experimentálního stanovení kalibračních koeficientů. Motivací a zároveň požadovaným výsledkem této diplomové práce je podat srozumitelný a ucelený náhled na přesnost, efektivnost a použitelnost kalibračních koeficientů v závislosti na tloušťce tělesa, velikosti vrtaného otvoru, podmínky průchozí a neprůchozí vrtané díry, počtu odvrtaných vrstev a v neposlední řadě na kvalitě a přesnosti tvorby výpočtového modelu. K dosažení těchto výsledků bylo využito simulace zbytkové napjatosti, spojené s výpočtovým modelováním pomocí metody konečných prvků. Výsledky jsou prezentovány v podobě 3D grafů, 2D grafů, tabulek a procentuálních odchylek výsledných hodnot vzhledem k výsledkům z jiných publikací, či s analytickým řešením. Přestože je práce zaměřena na numerické modelování a simulace pomocí MKP, má bohužel i tato metoda několik více či méně podstatných omezení. Mezi ně například patří vliv excentricity vrtaného otvoru vzhledem ke středu tenzometrické růžice, vznik vysokých hodnot redukovaných napětí na čele vyvrtaného otvoru coby koncentrátoru napětí a dále jeho následná plastifikace, vliv geometrických nepřesností otvoru a další. Všechny tyto aspekty, ovlivňující přesnost stanovení kalibračních koeficientů, nelze do numerického modelu v rámci této diplomové práce zahrnout. Blíže je o této problematice pojednáno v rešeršní studii. Dosažené výsledky řešení by měly napomoci k praktickému využití předem stanovených kalibračních koeficientů při určování homogenního napětí po hloubce u různých tloušťek vzorků s požadovanou velikostí a hloubkou odvrtaného otvoru. Všechny uvedené výsledky jsou ale použitelné pouze pro jeden typ tenzometrické růžice, a to konkrétně pro typ RY 61 S firmy HBM.
|
host ::
RSS.