|
|
Parametry lomové mechaniky
Oplt, Tomáš ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Horníková, Jana (vedoucí práce)
Práce má rešeršní charakter a je zaměřena na popis nejvýznamnějších parametrů lomové mechaniky, potřebných k definování napěťového pole v okolí čela trhliny. První a nejobsáhlejší část je rozdělena na dvě podčásti, kde jsou uvedené jednotlivé parametry jednoparametrové lomové mechaniky nejprve s uvažováním lineárně elastických deformací, poté i elasto-plastických deformací. Druhá, kratší část práce je zaměřena na víceparametrový popis pole napětí v okolí kořene trhliny, potřebný pro výpočet konstrukcí s nutností uvažování jejich geometrických tvarů.
|
|
|
ANALYSIS OF MIXED MODE I/II FAILURE OF SELECTED STRUCTURAL CONCRETE GRADES
Miarka, Petr ; Šejnoha,, Michal (oponent) ; Hutař,, Pavel (oponent) ; Seitl, Stanislav (vedoucí práce)
Předkládaná disertační práce je zaměřená na experimentální a numerickou analýzu poškození betonu vlivem kombinovaného módu namáhaní I/II. Tento typ poškození je studován na různých třídách a typech betonu, které se běžně používají při výrobě prefabrikovaných dílců. Pro tuto analýzu, jak experimentální, tak i numerickou, bylo použito těleso tvaru brazilského disku s centrálním zářezem. V numerické části je použito obou současných přístupů teorie lineární elastické lomové mechaniky (LEFM) a také nelineární analýzy pro popis iniciace a šíření trhliny v betonovém tělese zatíženého kombinovaným módem I/II. Teorie LEFM je použito ke stanovení tvarových funkcí a také vyšších členů Williamova rozvoje pro popis napětí před čelem trhliny. Zatímco nelineární model je zaměřen na iniciaci a propagaci trhliny celým průřezem tělesa za použití materiálového modelu „Concrete Damage Plasticity“. Experimentální část je věnovaná analýze lomové odolnosti betonu v kombinovaném módu zatížení I/II pomocí obecného kritéria tangenciálního napětí (GMTS) se zaměřením především na efekt parametru kritické vzdálenosti rC. Dále pak experimentální část validuje použití Williamsovy řady na betonu. K tomuto je použito experimentálně zachycené pole posunutí metodou digitální korelace obrazu, které sloužilo jako vstupy k výpočtu členů Williamsovy řady. Poslední část je pak věnovaná vlivu agresivního prostředí na hodnoty lomové houževnatosti a také lomové odolnosti v kombinovaném módu I/II zatížení.
|
|
|
Popis porušování vrstevnatých polymerních prostředí
Zouhar, Michal ; Klusák, Jan (oponent) ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Hutař, Pavel (vedoucí práce)
Cílem této práce je studium porušování vícevrstvých polymerních materiálů. Kvazi-křehké porušení (prostřednictvím iniciace a následného šíření creepové trhliny) při nízkých napětích je nejčastější způsob porušování polymerních materiálů. V tomto případě je plastická deformace lokalizována v blízkém okolí čela trhliny a lze použít popis trhliny pomocí lineárně elastické lomové mechaniky. Znalost lomových parametrů během růstu trhliny ve vícevrstvém tělese je klíčová pro stanovení maximálního zatížení a následného posouzení zbytkové životnosti. Na rozdíl od homogenních těles je stanovení součinitele intenzity napětí pro vícevrstvé (kompozitní) těleso složitější a použití lomové mechaniky je komplikováno existencí materiálového rozhraní se skokovou změnou materiálových parametrů mezi jednotlivými vrstvami. Zvláštní pozornost je v této práci věnována konfiguraci trhliny rostoucí v těsné blízkosti materiálového rozhraní a podél materiálového rozhraní. Pro vrchol trhliny na rozhraní dvou materiálů je popis pole napětí před čelem trhliny popsán pomocí efektivní hodnoty součinitele intenzity napětí, kterou lze vyjádřit pomocí kritérií stability. V závěru práce je ukázáno, že za určitých podmínek (především v závislosti na elastických konstantách jednotlivých materiálů) existence materiálového rozhraní pozitivně ovlivňuje životnost vícevrstvého tělesa.
|
|
|
Pokročilé vyhodnocení vybraných lomových testů těles z betonů s rozptýlenou výztuží
Majda, Tomáš ; Frantík, Petr (oponent) ; Keršner, Zbyněk (vedoucí práce)
Úkolem této práce bylo vyhodnocení rozsáhlé série vybraných lomových zkoušek tříbodovým ohybem těles z drátkobetonu stáří 7, 28 a 126 dní. V první fázi byla naměřená data upravena programem GTDiPS. Dále proběhla aproximace předpokládaného příspěvku drátků v zatěžovacím diagramu pomocí polynomické regresní funkce. Odečtením aproximované části od celého diagramu byl získán vliv matrice. Použitím programu StiCrack byly získány hodnoty modulu pružnosti, lomové houževnatosti a lomové energie, a to z původního diagramu, i z diagramu vystihujícího chování matrice. Všechny výsledky jsou přehledně vyhodnoceny v tabulkách.
|
|
|
Predikce chování stříkaného betonu s využitím elastoplastického materiálového modelu
Kejík, Vít ; Miča, Lumír (oponent) ; Chalmovský, Juraj (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá využitím pokročilého elasto-plastického materiálového modelu určeného pro stříkaný beton. Jsou vytvořeny prostorové matematické modely dvou typů laboratorních zkoušek, na které je tento model použit. První zkouškou je trojbodový ohyb betonového zkušebního tělesa. Dále je analyzováno chování materiálu, při změně vstupních parametrů. Následně jsou vytvořeny dvě zpětné analýzy dat, u kterých je získána přijatelná shoda mezi predikcí a měřením. Druhou zkouškou je modifikovaná tahová zkouška, kde je rovněž popsáno chování materiálu při změně vstupních parametrů. Následně je vytvořena zpětná analýza dat, kde je získána přijatelná shoda mezi predikcí a měřením. V rámci každé studie je podrobněji analyzován průběh napětí v lomové procesní zóně.
|
|
|
Methodology of analysis of wing structure with respect to Widespread Fatigue Damage (WFD)
Bulko, Martin ; Augustin, Petr (oponent) ; Vlček, Dalibor (vedoucí práce)
The thesis presents the methodology for analyses of the widespread fatigue damage (WFD) susceptible structures. Firstly, the airworthiness regulations related to WFD for airplanes certified in compliance with FAR 23 in the category commuter are introduced. Methods of fatigue calculation and crack growth prediction follow. Solutions to stress intensity factor for basic crack configurations are presented in a closed form or in a tabular form. Central part of the work is a development of the algorithm AIMA, which provides complex analysis of the structure with respect to multiple site damage. Validation is performed on the bottom wing panel splice joint fatigue test specimen, followed by the analysis of the real L 410 NG bottom wing panel splice joint.
|
|
|
Možnosti určování vybraných lomových parametrů v rámci LELM
Zouhar, Petr ; Hutař, Pavel (oponent) ; Ševčík, Martin (vedoucí práce)
Předkládaná bakalářská práce se zabývá možnostmi určování vybraných lomových parametrů v rámci lineárně elastické lomové mechaniky (LELM). Cílem této práce je kvantifikace přesnosti jednotlivých metod určování lomových parametrů ze známého pole napětí a přetvoření získaného pomocí numerických metod. K řešení práce je využita metoda konečných prvků. Práce, je rozdělena do dvou logických celků. První část práce tvoří rešeršní popis základů LELM a vybraných metod využívaných pro určování lomových parametrů, jmenovitě faktoru intenzity napětí, hnací síly trhliny a J-integrálu. V druhé části práce, věnované vlastnímu řešení bakalářské práce, je uveden detailní popis výpočtového modelu, citlivostní analýzy na hustotu MKP sítě a dosažené výsledky. Přesnost jednotlivých metod je vždy stanovována porovnáním se známou referenční hodnotou faktoru intenzity napětí. V závěru práce je diskutována a na praktické úloze ukázána použitelnost vybraných metod v trojdimenzionálním prostoru.
|
|
|
Výpočtové modelování porušení keramických částicových kompozitních materiálů
Kosorín, Michal ; Hrstka, Miroslav (oponent) ; Majer, Zdeněk (vedoucí práce)
Subkritický rast trhlín v kompozitných materiáloch zohráva pomerne dôležitú rolu pri určovaní ich životnosti a vedie k rastu porúch pri zaťažení pod úrovňou lomovej húževnatosti. V práci je uvedený rešerš niekoľkých vedeckých prác zaoberajúcich sa určovaním smeru šírenia trhliny v kompozitných materiáloch. Cieľom tejto diplomovej práce bolo vytvoriť 2D a 3D konečno-prvkové modely pre analýzu šírenia trhliny v nízkoteplotne vypaľovanej keramike (LTCC). Na základe výpočtu času šírenia trhliny pri podmienkach subkritického rastu boli tieto modely porovnané.
|
|
|
Short Crack Growth in Materials for High Temperature Applications
Mazánová, Veronika ; Obrtlík, Karel (oponent) ; Krupp, habil Ulrich (oponent) ; Polák, Jaroslav (vedoucí práce)
: Advanced highly-alloyed austenitic stainless steel Sanicro 25 based on Fe-Ni-Cr matrix was studied under the conditions of low cycle fatigue at room temperature and at elevated temperature of 700 °C. Several state-of-the-art experimental techniques were used to investigate the mutual effects of alloy composition, microstructural changes and deformation mechanisms, which determine the overall damage resistance of the material. The main effort has been focused on the fatigue crack initiation and the short crack growth, two stages which play an essential role in the resulting fatigue life of the material in the service. • The internal deformation mechanisms were correlated with the evolution of the surface relief in the form of persistent slip markings. It was found that the high planar character of the dislocation slip causes the high cyclic plastic strain localization into the persistent slip bands and thus the early Stage I crack nucleation associated with the presence of the persistent slip markings in all studied samples. The twin boundary cracking was found to be related to the presence of the persistent slip marking along the surface trace of twin boundary as well. • The intergranular crack initiation was observed only rarely at high strain amplitude loading. It was found to be related to the presence of the persistent slip markings at the grain boundary. Owing to high number of local incompatibilities at the grain boundary caused by the shape of the persistent slip markings the grain boundary cracks under the external tensile loading. • The crack growth mechanisms of natural short cracks were studied on the samples subjected both to low and high strain amplitude cycling. The role of microstructure was analysed using experimental techniques and discussed. • The crack growth rates of the longest cracks were measured on the samples with a shallow notch. The results were analysed using the fracture mechanics approaches based both on amplitude of KI and of J-integral as well as on the plastic strain amplitude. All approaches were discussed in the relation to the Manson-Coffin fatigue life curve. The simple power law of the short crack growth based on the plastic strain amplitude shows very good correlation to the fatigue life law. • In the case of cycling at elevated temperature the role of oxidation was studied. The brittle cracking of the oxidized grain boundaries was found to play a major role in the early stages of crack nucleation. Later the crack growth path changes to be preferentially transgranular. The crack growth path is very similar to that studied in room temperature cycling.
|
|
|
Special problems of fracture mechanics of singular stress concentrators in composite materials
Krepl, Ondřej ; Materna,, Aleš (oponent) ; Seitl,, Stanislav (oponent) ; Klusák,, Jan (vedoucí práce)
The presented dissertation deals with general singular stress concentrators (GSSC) namely with a sharp notch also known as a V-notch, a sharp bi-material notch and a sharp material inclusion. The review section briefly outlines the Kolosov-Muskhelishvili complex potential theory of the plane elasticity applied on fracture mechanics problems. Next, the linear elastic fracture mechanics of cracks, V-notches, bi-material notches and bi-material junctions is discussed. The review also includes the crack initiation direction and the stability criteria of the maximum tangential stress, the strain energy density factor and the coupled stress-energy criterion. In the following text, limits of the single parameter and advantages of the multi-parameter fracture mechanics are presented. The next section introduces methods to determine the necessary parameters to describe the stress and displacement field near the GSSCs. The parameters include the eigenvalue and the generalized stress intensity factor (GSIF). The eigenvalue is determined as an eigenvalue problem, while the methods to calculate the GSIF are the Psi-integral and the overdeterministic method. Both the methods are applied on the studied GSSCs and mutually compared. Finally the criteria for crack initiation in the GSSCs are proposed in the multi-parameter form. The crack initiation direction and the stability conditions are predicted for particular problems in numerical examples. The failure forces for a V-notch are predicted by above mentioned criteria and compared with experimental data found in literature. In following section methods to analyze multi-material problem are shown. The final section summarizes with means of the crack initiation and propagation near the sharp material inclusion.
|
host ::
RSS.