|
|
Computation of a closed curved beam deformation
Dvořáček, Jan ; Krepl, Ondřej (referee) ; Hrstka, Miroslav (advisor)
Presented bachelor's thesis deals with a computation of a closed curved beam (ring) deformation with a U-shaped cross section. The thesis consists of four parts. In the first part a brief summary of theories used for analytical solution is given. Specifically energy approach and related straight and curved beam theories, Timoshenko beam theory and Euler-Bernoulli beam theory are listed. The second part contains a complete analytical solution of given problem for both straight and curved beam theories. In the third part a design of computation models and numerical solution is described. In the last part, obtained values are compared and reviewed.
|
|
|
Stress distribution near sharp orthotropic bi-material notch tips
Krepl, Ondřej ; Klusák, Jan (referee) ; Hrstka, Miroslav (advisor)
Presented diploma thesis is concerned with problems of a stress singularity exponent and a generalized stress intensity factor determination, by dint the stress field in the vicinity of the stress concentrator can be consecutively determined. This task is possible to sectionalize into three parts. The first part summarizes basic information about linear anisotropic materials, deals with fundamentals of the linear elastic fracture mechanics and introduces its generalization to the case of the generalized stress intensity factors. The second part is dedicated to a special theory of anisotropic elasticity - Lekhnitskii-Eshelby-Stroh formalism (LES). Furthermore, a theory of the psi-integral is introduced, by dint the stress intensity factor is determined. The final part applies the LES theory and the psi-integral to the concrete material configuration of a crack on the bimaterial interface, a special example of a sharp bimaterial notch. By means of analytical-numerical algorithm in ANSYS and Silverforst FNT95 software the stress singularity exponents and generalised stress intensity factors are consecutively computed.
|
|
|
A study of the stress field near the stress concentrator at the bi-material interface
Krepl, Ondřej ; Klusák, Jan (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
The aim of this work is the solution of problems of the stress distribution near bimaterial notch tip or eventually the crack impinging orthogonaly the bimaterial interface, determination of stress singularity exponent. The first part is concerned with basics of linear elastic fracture mechanics, i.e. Irwin's concept of stress intensity factor. The second part is devoted to description of anisotropic materials by complex potencial theory. The final part is focused on calculation of eigenvalues of both isotropic and anisotropic materials and application of LES formalism on the calculation of stress singularities of the bimaterial ortotropic notch or the crack impinging orthogonaly the bimaterial interface.
|
|
|
Special problems of fracture mechanics of singular stress concentrators in composite materials
Krepl, Ondřej ; Materna,, Aleš (referee) ; Seitl,, Stanislav (referee) ; Klusák,, Jan (advisor)
Předkládaná disertace se zabývá obecnými singulárními koncentrátory napětí a to zejména ostrým vrubem neboli V-vrubem, ostrým bi-materiálovým vrubem a ostrou materiálovou inkluzí. V první části práce je stručně nastíněna Kolosovova-Muschelišviliho teorie komplexních potenciálů rovinné pružnosti aplikovaná na problémy lomové mechaniky. Dále je diskutována lineární elastická lomová mechanika trhlin, V-vrubů, bi-materiálových vrubů a bi-materiálových spojů. V rešerši jsou dále zahrnuta kritéria směru iniciace trhliny i její stability a to kritérium maximálního tečného napětí, faktor hustoty deformační energie a sdružené napěťově-energetické kritérium. Následují text uvádí omezení jednoparametrové lomové mechaniky a výhody její multiparametrové formy. Další část představuje metody pro určení nezbytných parametrů pro popsání pole napětí a posuvů v blízkosti obecného singulárního koncentrátoru napětí. Tyto parametry zahrnují vlastní číslo a zobecněný faktor intenzity napětí. Vlastní číslo je určeno jako řešení problému vlastních hodnot zatímco metody pro určení zobecněného faktoru intenzity napětí tvoří Psi-integrál a metoda přeurčitosti. Obě zmiňované metody jsou aplikovány na zde studované obecné singulární koncentrátory napětí a vzájemně porovnány. Kritéria pro vznik trhliny v obecném singulárním koncentrátoru napětí jsou navržena. V rámci numerických příkladů jsou předpovězeny směry iniciace trhliny a podmínky stability pro konkrétní problémy. Kritické síly pro V-vrub jsou předpovězeny pomocí výše zmíněných kritérií a srovnány s experimentálními daty v literatuře. V následující části jsou ukázány metody analýzy multi-materiálového problému. V závěru práce jsou shrnuty způsoby iniciace a šíření trhliny v blízkosti ostré materiálové inkluze.
|
|
|
Multi-parameter based stress distribution in vicinity of sharp material inclusion tip
Krepl, Ondřej ; Klusák, Jan
General Singular Stress Concentrators (GSSCs) which exhibit singular stress concentration are often responsible for crack initiation and thus failure of the component. The GSSC of the type of bonded bi-material junction occurs in a variety of technical applications including but not limited to sharp material inclusions, silicate based composites and electronic components. The GSSC cannot be assessed by means of standard fracture mechanics. Approaches of generalized fracture mechanics require precise description of stress distribution near the stress concentration points. In order to determine the stress field accurately, the paper incorporates the multi-parameter based description.
|
|
|
Special problems of fracture mechanics of singular stress concentrators in composite materials
Krepl, Ondřej ; Materna,, Aleš (referee) ; Seitl,, Stanislav (referee) ; Klusák,, Jan (advisor)
Předkládaná disertace se zabývá obecnými singulárními koncentrátory napětí a to zejména ostrým vrubem neboli V-vrubem, ostrým bi-materiálovým vrubem a ostrou materiálovou inkluzí. V první části práce je stručně nastíněna Kolosovova-Muschelišviliho teorie komplexních potenciálů rovinné pružnosti aplikovaná na problémy lomové mechaniky. Dále je diskutována lineární elastická lomová mechanika trhlin, V-vrubů, bi-materiálových vrubů a bi-materiálových spojů. V rešerši jsou dále zahrnuta kritéria směru iniciace trhliny i její stability a to kritérium maximálního tečného napětí, faktor hustoty deformační energie a sdružené napěťově-energetické kritérium. Následují text uvádí omezení jednoparametrové lomové mechaniky a výhody její multiparametrové formy. Další část představuje metody pro určení nezbytných parametrů pro popsání pole napětí a posuvů v blízkosti obecného singulárního koncentrátoru napětí. Tyto parametry zahrnují vlastní číslo a zobecněný faktor intenzity napětí. Vlastní číslo je určeno jako řešení problému vlastních hodnot zatímco metody pro určení zobecněného faktoru intenzity napětí tvoří Psi-integrál a metoda přeurčitosti. Obě zmiňované metody jsou aplikovány na zde studované obecné singulární koncentrátory napětí a vzájemně porovnány. Kritéria pro vznik trhliny v obecném singulárním koncentrátoru napětí jsou navržena. V rámci numerických příkladů jsou předpovězeny směry iniciace trhliny a podmínky stability pro konkrétní problémy. Kritické síly pro V-vrub jsou předpovězeny pomocí výše zmíněných kritérií a srovnány s experimentálními daty v literatuře. V následující části jsou ukázány metody analýzy multi-materiálového problému. V závěru práce jsou shrnuty způsoby iniciace a šíření trhliny v blízkosti ostré materiálové inkluze.
|
|
|
Computation of a closed curved beam deformation
Dvořáček, Jan ; Krepl, Ondřej (referee) ; Hrstka, Miroslav (advisor)
Presented bachelor's thesis deals with a computation of a closed curved beam (ring) deformation with a U-shaped cross section. The thesis consists of four parts. In the first part a brief summary of theories used for analytical solution is given. Specifically energy approach and related straight and curved beam theories, Timoshenko beam theory and Euler-Bernoulli beam theory are listed. The second part contains a complete analytical solution of given problem for both straight and curved beam theories. In the third part a design of computation models and numerical solution is described. In the last part, obtained values are compared and reviewed.
|
|
|
Stress distribution near sharp orthotropic bi-material notch tips
Krepl, Ondřej ; Klusák, Jan (referee) ; Hrstka, Miroslav (advisor)
Presented diploma thesis is concerned with problems of a stress singularity exponent and a generalized stress intensity factor determination, by dint the stress field in the vicinity of the stress concentrator can be consecutively determined. This task is possible to sectionalize into three parts. The first part summarizes basic information about linear anisotropic materials, deals with fundamentals of the linear elastic fracture mechanics and introduces its generalization to the case of the generalized stress intensity factors. The second part is dedicated to a special theory of anisotropic elasticity - Lekhnitskii-Eshelby-Stroh formalism (LES). Furthermore, a theory of the psi-integral is introduced, by dint the stress intensity factor is determined. The final part applies the LES theory and the psi-integral to the concrete material configuration of a crack on the bimaterial interface, a special example of a sharp bimaterial notch. By means of analytical-numerical algorithm in ANSYS and Silverforst FNT95 software the stress singularity exponents and generalised stress intensity factors are consecutively computed.
|
|
|
A study of the stress field near the stress concentrator at the bi-material interface
Krepl, Ondřej ; Klusák, Jan (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
The aim of this work is the solution of problems of the stress distribution near bimaterial notch tip or eventually the crack impinging orthogonaly the bimaterial interface, determination of stress singularity exponent. The first part is concerned with basics of linear elastic fracture mechanics, i.e. Irwin's concept of stress intensity factor. The second part is devoted to description of anisotropic materials by complex potencial theory. The final part is focused on calculation of eigenvalues of both isotropic and anisotropic materials and application of LES formalism on the calculation of stress singularities of the bimaterial ortotropic notch or the crack impinging orthogonaly the bimaterial interface.
|
guest ::
