|
|
Studium funkčních vlastností tenkých vláken NiTi pro aplikace v smart strukturách a textiliích
Pilch, Jan ; Dlouhý, Antonín (oponent) ; Heczko,, Oleg (oponent) ; Pokluda, Jaroslav (vedoucí práce)
Dizertační práce je z oboru technických aplikací kovových slitin s tvarovou pamětí, jejichž jedinečné vlastnosti jsou odvozené od martenzitické fázové transformace. Konkrétně se jedná o vývoj nekonvenční metody konečné termomechanické úpravy funkčních vlastností a tvaru tenkých vláken NiTi Jouleovským ohřevem a s tím spojený základní výzkum zahrnující především termomechanické zkoušky a modelování funkčních vlastností vláken, studium martenzitických fázových transformací a deformačních procesů ve slitině NiTi a studium zotavovacích a rekrystalizační procesů v kovech při velmi rychlém ohřevu ultrakrátkými pulzy řízeného elektrického výkonu. Metoda byla v rámci práce vyvinuta a nazvána FTMT-EC. Ve srovnání s konvenčním ohřevem kovového vlákna v peci, umožňuje přesné řízení nárůstu teploty a tahového napětí v rychle ohřívaném vláknu (rychlosti ohřevu ~50 000 °C/s). Pomocí metody je možné přesně řídit velmi rychlé procesy zotavení a rekrystalizace ve vlákně a přesně nastavit požadovanou mikrostrukturu s velikostí zrna nanometrických rozměrů a od ní odvozené funkční vlastnosti vláken. Byl sestrojen prototyp zařízení pro využití metody ke kontinuální úpravě vlastností vláken SMA elektrickým proudem při převíjení z cívky na cívku. Proti v současnosti využívané konvenční úpravě vláken v odporové peci je tato úprava výrazně rychlejší, efektivnější a umožňuje připravit vlákna se zcela novými vlastnostmi. Na ochranu autorských práv k metodě byla podána mezinárodní patentová přihláška. V současnosti je metoda využívána ve výzkumu funkčních textilních materiálů pro aplikace v medicíně.
|
|
|
Ternary shape memory alloys powder feedstock fabrication by advanced mechanical alloying
Regináč, Jan ; Moravčík, Igor (oponent) ; Čížek, Jan (vedoucí práce)
Powder metallurgy is used as an alternative method for producing Cu-based shape memory alloys. This method provided better results in the composition and grain size than conventional casting method. In the present work, mechanical alloying process is applied to convert the elemental powder mixtures of Cu-Al-Ni into pre-alloyed powders. The aim of this work was to find the optimal parameters to fabricate the most suitable powder feedstock intended for subsequent processing. SEM, EDX and X-ray Diffraction analysis have been used to characterize the effect of changing parameters on the obtained structure and possible formation of new phases. It was shown that high-energy milling is a suitable method for production of such pre-alloyed powders. Based on the results, it was found that a Cu-based solid solution was formed, independent on changing of parameters. The results further revealed that the high energy input in form of revolutions and long milling times, could cause a formation of amorphous phases.
|
|
|
Pozorování hranic dvojčatění ve slitině Ni-Mn-Ga
Čech, Jan ; Jan, Vít (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá pozorováním hranic dvojčatění v 10M martenzitu slitiny s magnetickou tvarovou pamětí na bázi Ni2MnGa. Teoretická část definuje materiály s tvarovou pamětí, jejich odezvu na mechanické nebo magnetické zatížení, pojem dvojčatění, který s jevem tvarové paměti úzce souvisí, a jednotlivé úrovně dvojčatění. Experimentální část studuje jednotlivé typy hranic dvojčatění na monokrystalu slitiny Ni49,2Mn30,4Ga20,4 pomocí světelné i elektronové mikroskopie. Dále se zabývá detekcí strukturní orientace jednotlivých variant dvojčatění. Pro pozorování pohybu hranic dvojčatění v reálném čase byl navržen a vyroben přípravek, který uchycuje vzorek do světelného mikroskopu. Pomocí deformace tlakem bylo určeno, že k pohybu hranic Typu II dochází přibližně při napětích ~0,2 MPa, zatímco pro uvedení hranic Typu I do pohybu je třeba napětí ~0,6 MPa.
|
|
|
Kovy s tvarovou pamětí - modelování nelineárních systémů s hysterezí
Vašina, Michal ; Hrabovský, Miroslav (oponent) ; Grepl, Robert (oponent) ; Žalud, Luděk (vedoucí práce)
Práce popisuje možnost použití kovu s tvarovou pamětí jako netradičního akčního členu ve vybraném mechatronickém systému. Praktická část práce je věnována experimentálnímu ověření vlastností vybraného kovu s tvarovou pamětí a dále pak návrhu a realizaci nového typu elektricky ovládaného sedlového ventilu, využívajícího akčního členu v podobě kovu s tvarovou pamětí. Tento ventil je navržen jako náhrada tradičního řešení a současně je integrován do patice pneumatického svalu McKibbenova typu. Dále jsou zde uvedeny výsledky praktického ověření funkčnosti navrženého řešení sedlového ventilu, stanoveny omezující podmínky na jeho provedení a využití. V teoretické části práce je, v souvislosti s použitím kovu s tvarovou pamětí, rozebrána problematika modelování nelineárních systémů s hysterezí. Dále je navrženo nové vlastní řešení, umožňující modelování hystereze s nelokální pamětí, přičemž toto řešení využívá pro svou funkci nelineární výpočetní prvek definovaný pomocí goniometrické funkce kosinus. Prostřednictvím simulací a s využitím experimentálně získaných dat, jsou ověřeny vlastnosti navrženého řešení.
|
|
|
Smart Materials for Medical Applications
Kaplán, Martin ; Hájek, Petr (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
This thesis describes materials which react to external stimuli. These materials are know as Smart materials. The thesis provides an overview of these materials and their use in the field of medicine. A lot of attentions is paid to Nitinol as the most significant representative of Smart materials. The thesis brings a simulation of using shape memory effect of Nitinol staple for bone fracture fixation. This simulation use the method of finite elements for solving and it is done in ANSYS modeling software. The simulation has only demonstrational purpose.
|
|
|
Samonastavitelný výtlačný ventil
Kuruc, Marek ; Maňas, Pavel (oponent) ; Technologies,, Jan Jedlička, Emerson Climate (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá konstrukčním návrhem samonastavitelného výtlačného ventilu pístového kompresoru firmy Emerson. Práce obsahuje rešerši současného stavu poznání, technický rozbor ventilu, výpočty podkladových parametrů. Poté je prezentován konstrukční návrh. Součástí práce je výroba prototypu a jeho provozní otestování, ze kterého jsou vyvozeny závěry pro další vývoj.
|
|
|
Hodnocení homogenity ingotů slitiny Ni-Ti metodou DSC
Kuběnová, Monika ; Zemčík, Ladislav (oponent) ; Dlouhý, Antonín (vedoucí práce)
Sliitny NiTi o blízkém ekviatomárním složení niklu a titianu patří do skupiny materiálů, které vykazují tvarovou paměť. Slitiny NiTi jsou velmi atraktivní funkční materiály a to nejen diky své tvarové paměti s vysokou pevností, houževnatostí, ale i svými unikátními fyzikálními vlastnostmi. Výroba těchto slitin je velmi obtížná. Striktním požadavkem na výrobu těchto slitin je dodržení chemického složení, které spolu s tepleně-mechanickými úpravami výrazně ovlivňují výsledné vlastnosti slitiny. Tato práce je zaměřena na hodnocení homogenity ingotu slitiny NiTi o nominálním složení 50,8 at.% Ni, který byl připraven vakuovým indukčním tavením v Y203 kelímku. Hodnocení homogenity se opírá zajména o metodu DSC. V práci jsou korelovány DSC výsledky s mikrostrukturou slitiny, která byla analyzována metodmami SEM a TEM.
|
|
|
Paměťové materiály
Josiek, Robert ; Šesták, Petr (oponent) ; Molliková, Eva (vedoucí práce)
V současné době je věnována velká pozornost materiálům s paměťovým efektem a především intermetalické sloučenině NiTi. Tato slitina je velmi stabilní a korozně odolná. Její výroba je však velmi obtížná z důvodu velké reaktivity titanu. Paměťový jev v tomto materiálu je závislý na mnoha faktorech, například je citlivý na přesné dodržení složení slitiny a na způsob tepelného zpracování. V této práci je popsán a vysvětlen paměťový efekt a to jak jednocestný, tak i dvoucestný. Je také věnována pozornost dalšímu jevu souvisejícímu s martenzitickou transformací – superelasticitě. V samostatné kapitole jsou uvedeny aplikace těchto materiálů v praxi.
|
|
| |
|
|
Variational Methods in Thermomechanics of Solids
Pelech, Petr ; Kružík, Martin (vedoucí práce) ; Dondl, Patrick (oponent) ; Zeman, Jan (oponent)
Práce je věnována problematice mechaniky a termodynamiky kontinua a matematické analýze jejích rovnic. Sestává se ze čtyř samostatných částí, které se zabývají jednotlivými aspekty. První kapitola se zaměřuje na paridynamiku, nelokální teorii mechaniky kontinua, a její vztah ke klasické lokální teorii elasticity. Takováto porovnání byly v minulosti pou- žity k důkazu konzistence peridynamiky s lokální teorii i pro určení části jejích materiá- lových parametrů ze znalosti parametrů v teorii lokální. V této kapitole je odvozen vztah pro nelokální silový tok a je vyjádřen pomocí nelokální silové interakce v peridynamice. Je tak dán jasný vztah mezi oběma fundamentálními pojmy obou teorií, který do té doby nebyl publikován. Druhá i třetí kapitola jsou věnovány rychlostně nezávislým systémům (RNS) a jejich použití v mechanice kontinua. RNS jsou vhodnou aproximací v případě, že setrvačné, viskózní i teplotní efekty jsou zanedbatelné. RNZ našli široké uplatnění v modelování hystereze, fázového rozhraní v pevných látkách, elasto-plasticity, poškození a lomů, ať už v případě malých či velkých deformací. V druhé kapitole je dokázána existence řešení pro rychlostně nezávislý model materiálů s tvarovou pamětí. Model zahrnuje nekonvexní energie a je tak vhodný pro předpovídání mechanické odezvy při velkých deformacích....
|
host ::
RSS.