|
|
Fracture behavior of welded polyolefin pipes
Mikula, Jakub ; Kučera,, Jaroslav (referee) ; Ševčík, Martin (advisor)
Cílem této diplomové práce je řešit problematiku poškozování svařovaných polyolefinových potrubí. Prezentovaná práce je zaměřena na numerické modelování kvazi-křehkého porušování, které je přímým důsledkem šíření creepové trhliny. Svařování polyolefinových potrubí vnáší do oblasti svaru nehomogenní rozložení materiálových vlastností a tvar svarového výronku způsobuje vznik geometrických koncentrátorů napětí. Posouzení těchto vlivů na životnost svarového spoje a výpočet polyolefinových potrubí je hlavním cílem této práce. V práci je uveden popis několika experimentálních testů (především CRB a PENT) k určení materiálových vlastností popisujících kinetiku trhliny. Výsledky práce jsou prezentovány pro polyetylenové potrubí (PE 100 110 x 6.3 SDR 17.6). Polyetylen je jeden z nejčastěji používaných materiálů právě v oblasti potrubních systémů. Prezentované výsledky práce mohou být použity i pro jiný polyolefinový materiál. Predikce životnosti polyolefinových potrubí je založena na lineárně elastické lomové mechanice (LELM) a koncepci faktoru intenzity napětí. Diplomová práce doplňuje tuto metodologii výpočtu životnosti o výpočet svařovaných polyolefinových potrubí z pohledu lomové mechaniky s náznakem možnosti budoucího výzkumu.
|
|
|
Numerical modeling of crack propagation under conditions of LEFM
Mikula, Jakub ; Hutař, Pavel (referee) ; Ševčík, Martin (advisor)
The presented bachelor’s thesis deals with numerical modeling of crack propagation in general planar body. A user macro was created in APDL programming language for estimation of crack propagation direction and collection of data. Macro allows selection one of the four criteria intended to estimate the direction of the crack and the subsequent listing of the data into a text document. The calculation is based on the finite element method (FEM) using a commercial system ANSYS. The conditions of linear elastic fracture mechanics (LEFM) are expected during the calculation. The first part of this thesis describes the basic concepts of LEFM, including a description of mentioned criteria. The second part is devoted to the created macro. It also describes the algorithm and the necessary conditions for correct processing of data. A comparison with available published data or with experimental data gives a summary of the accuracy and utilization of created macro. In conclusion, the example of estimation of the residual life by different criteria is shown, as its other application.
|
|
|
FRACTURE MECHANICS ASSESSMENT OF CRACKED WELDED POLYOLEFIN PIPES
Mikula, Jakub ; Ševčík, Martin ; Hutař, Pavel ; Náhlík, Luboš
The aim of this paper is to present methodology for estimation of fracture mechanics parameters in polyolefin pipes with an axially oriented crack using three dimensional numerical analyses. Linear elastic fracture mechanics is used for description of fracture behavior. In the paper, three different variants of pipe weld with an internal axial semi-elliptical crack are studied. Numerical models correspond to a cracked pipe containing material nonhomogeneity in the welding area caused by welding process. A critical locations of the crack initiated along the pipe wall is found and the stress intensity factor for such cracks with real crack shape are numerically estimated in these critical locations. The methodology presented here can be used for estimation of residual lifetime of welded polymer pipes containing crack.
|
|
|
Fracture behavior of welded polyolefin pipes
Mikula, Jakub ; Kučera,, Jaroslav (referee) ; Ševčík, Martin (advisor)
Cílem této diplomové práce je řešit problematiku poškozování svařovaných polyolefinových potrubí. Prezentovaná práce je zaměřena na numerické modelování kvazi-křehkého porušování, které je přímým důsledkem šíření creepové trhliny. Svařování polyolefinových potrubí vnáší do oblasti svaru nehomogenní rozložení materiálových vlastností a tvar svarového výronku způsobuje vznik geometrických koncentrátorů napětí. Posouzení těchto vlivů na životnost svarového spoje a výpočet polyolefinových potrubí je hlavním cílem této práce. V práci je uveden popis několika experimentálních testů (především CRB a PENT) k určení materiálových vlastností popisujících kinetiku trhliny. Výsledky práce jsou prezentovány pro polyetylenové potrubí (PE 100 110 x 6.3 SDR 17.6). Polyetylen je jeden z nejčastěji používaných materiálů právě v oblasti potrubních systémů. Prezentované výsledky práce mohou být použity i pro jiný polyolefinový materiál. Predikce životnosti polyolefinových potrubí je založena na lineárně elastické lomové mechanice (LELM) a koncepci faktoru intenzity napětí. Diplomová práce doplňuje tuto metodologii výpočtu životnosti o výpočet svařovaných polyolefinových potrubí z pohledu lomové mechaniky s náznakem možnosti budoucího výzkumu.
|
|
|
Numerical modeling of crack propagation under conditions of LEFM
Mikula, Jakub ; Hutař, Pavel (referee) ; Ševčík, Martin (advisor)
The presented bachelor’s thesis deals with numerical modeling of crack propagation in general planar body. A user macro was created in APDL programming language for estimation of crack propagation direction and collection of data. Macro allows selection one of the four criteria intended to estimate the direction of the crack and the subsequent listing of the data into a text document. The calculation is based on the finite element method (FEM) using a commercial system ANSYS. The conditions of linear elastic fracture mechanics (LEFM) are expected during the calculation. The first part of this thesis describes the basic concepts of LEFM, including a description of mentioned criteria. The second part is devoted to the created macro. It also describes the algorithm and the necessary conditions for correct processing of data. A comparison with available published data or with experimental data gives a summary of the accuracy and utilization of created macro. In conclusion, the example of estimation of the residual life by different criteria is shown, as its other application.
|
guest ::
