|
|
Aplikace zobecněné lineárně elastické lomové mechaniky na odhad počátku šíření trhliny z ostrého V-vrubu
Štegnerová, Kateřina ; Máša, Bohuslav (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá problémem stanovení počátku šíření trhliny z ostrého V-vrubu za pomocí zobecněné lineárně elastické lomové mechaniky (LELM). Do úvahy je vzata změna exponentu singularity napětí vyvolaná jak vlastní geometrií V-vrubu, tak i existencí volného povrchu. První část práce je věnována stanovení exponentu singularity napětí V-vrubu, ať již z vlastního rozdělení napětí před vrcholem V-vrubu, tak i za pomoci analytického řešení. V druhé části práce jsou aplikována již dříve odvozená kritéria stability V-vrubu a je stanoven počátek šíření trhliny pro několik experimentálních těles. Cílem diplomové práce je porovnat dostupná experimentálně zjištěná data s výsledky získanými pomocí kritérií založených na aplikaci zobecněné LELM vyvíjenými na Ústavu fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. K výpočtům je použit konečnoprvkový software Ansys a matematický software Matlab.
|
|
|
Lineární elastická lomová mechanika a její aplikace na studium složených materiálů
Dohnalík, Petr ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Máša, Bohuslav (vedoucí práce)
Hlavním cílem této práce je uvedení možností výpočtu lomových parametrů pro trhlinu, která se nachází na rozhraní dvou materiálů. V úvodu práce je pojednáno o kompozitech, které jsou typickým představitelem materiálu, kde se případná trhlina může šířit v prostředí o různých elastických vlastnostech. Jsou zde obecně uvedeny přednosti kompozitních materiálů a tradiční konstrukce uspořádání jednotlivých složek. Dále se práce blíže zabývá lineárně elastickou lomovou mechanikou a popisu dostupných koncepcí pro posouzení tělesa s trhlinou, která se nachází v homogenním prostředí. Tyto koncepce jsou založeny na analytických vztazích, i na numerických metodách. Tato část je pak rozšířena v další kapitole o případ trhliny, která se nachází na materiálovém rozhraní. Jsou zde uvedeny postupy vedoucí k posouzení chování této trhliny. V praktické části bakalářské práce jsou pak představené metody použité k modelování trhliny šířící se jak v homogenním materiálu, tak i na trhlinu, jejíž kořen leží na bi-materiálovém rozhraní. K potřebným výpočtům byl použit konečnoprvkový systém ANSYS. Dosažené výsledky jsou v závěru práce porovnány a zhodnoceny.
|
|
|
Numerické modelování chování částicového kompozitu se sesíťovanou polymerní matricí
Máša, Bohuslav ; Ševčík, Martin (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá stanovením makroskopického chování částicového kompozitu se sesíťovanou polymerní matricí zatíženého tahem. Hlavním cílem práce je určení mechanických vlastností kompozitu při tahovém zatížení za pomocí numerických metod (zejména metody konečných prvků). Vyšetřovaný kompozit je složen z matrice v kaučukovitém stavu a z tuhých částic na bázi oxidu hliníku (Al2O3). Hyperelastické vlastnosti matrice byly popsány pomocí Mooney-Rivlinova modelu materiálu. V úvahu byly brány různé konfigurace rozmístění částic, jejich odlišný tvar, orientace a rozlišné objemové množství, pro něž byly vytvořeny numerické modely, přičemž bylo vzato do úvahy také porušování matrice kompozitu. Výsledky výpočtů jsou porovnány s experimentálními daty, přičemž byla konstatována dobrá shoda mezi numerickými modely s porušováním matrice a experimentálními daty.
|
|
|
Stanovení efektivních materiálových charakteristik kompozitů na bázi polymerů
Máša, Bohuslav ; Hutař,, Pavel (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá stanovením efektivních elastických materiálových charakteristik částicemi zpevněného kompozitu s polymerní matricí. První část práce je věnována stanovení elastických vlastností na základě analýzy vztahů nalezených v literatuře. Druhá část je věnována numerickému modelování kompozitních částic pomocí metody konečných prvků. Byly vzaty do úvahy dvě různé polymerní matrice a dvě různé skladby částic v matrici. Výpočty byly provedeny pro široké spektrum objemového množství částic. Výsledky z obou analytických a numerických odhadů byly porovnány a užitečný analytický vztah pro odhad efektivních elastických materiálových vlastností daného druhu kompozitu byl nalezen.
|
|
|
Aplikace zobecněné lineárně elastické lomové mechaniky na odhad počátku šíření trhliny z ostrého V-vrubu
Štegnerová, Kateřina ; Máša, Bohuslav (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá problémem stanovení počátku šíření trhliny z ostrého V-vrubu za pomocí zobecněné lineárně elastické lomové mechaniky (LELM). Do úvahy je vzata změna exponentu singularity napětí vyvolaná jak vlastní geometrií V-vrubu, tak i existencí volného povrchu. První část práce je věnována stanovení exponentu singularity napětí V-vrubu, ať již z vlastního rozdělení napětí před vrcholem V-vrubu, tak i za pomoci analytického řešení. V druhé části práce jsou aplikována již dříve odvozená kritéria stability V-vrubu a je stanoven počátek šíření trhliny pro několik experimentálních těles. Cílem diplomové práce je porovnat dostupná experimentálně zjištěná data s výsledky získanými pomocí kritérií založených na aplikaci zobecněné LELM vyvíjenými na Ústavu fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. K výpočtům je použit konečnoprvkový software Ansys a matematický software Matlab.
|
|
|
Numerické modelování chování částicového kompozitu se sesíťovanou polymerní matricí
Máša, Bohuslav ; Ševčík, Martin (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá stanovením makroskopického chování částicového kompozitu se sesíťovanou polymerní matricí zatíženého tahem. Hlavním cílem práce je určení mechanických vlastností kompozitu při tahovém zatížení za pomocí numerických metod (zejména metody konečných prvků). Vyšetřovaný kompozit je složen z matrice v kaučukovitém stavu a z tuhých částic na bázi oxidu hliníku (Al2O3). Hyperelastické vlastnosti matrice byly popsány pomocí Mooney-Rivlinova modelu materiálu. V úvahu byly brány různé konfigurace rozmístění částic, jejich odlišný tvar, orientace a rozlišné objemové množství, pro něž byly vytvořeny numerické modely, přičemž bylo vzato do úvahy také porušování matrice kompozitu. Výsledky výpočtů jsou porovnány s experimentálními daty, přičemž byla konstatována dobrá shoda mezi numerickými modely s porušováním matrice a experimentálními daty.
|
|
|
Lineární elastická lomová mechanika a její aplikace na studium složených materiálů
Dohnalík, Petr ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Máša, Bohuslav (vedoucí práce)
Hlavním cílem této práce je uvedení možností výpočtu lomových parametrů pro trhlinu, která se nachází na rozhraní dvou materiálů. V úvodu práce je pojednáno o kompozitech, které jsou typickým představitelem materiálu, kde se případná trhlina může šířit v prostředí o různých elastických vlastnostech. Jsou zde obecně uvedeny přednosti kompozitních materiálů a tradiční konstrukce uspořádání jednotlivých složek. Dále se práce blíže zabývá lineárně elastickou lomovou mechanikou a popisu dostupných koncepcí pro posouzení tělesa s trhlinou, která se nachází v homogenním prostředí. Tyto koncepce jsou založeny na analytických vztazích, i na numerických metodách. Tato část je pak rozšířena v další kapitole o případ trhliny, která se nachází na materiálovém rozhraní. Jsou zde uvedeny postupy vedoucí k posouzení chování této trhliny. V praktické části bakalářské práce jsou pak představené metody použité k modelování trhliny šířící se jak v homogenním materiálu, tak i na trhlinu, jejíž kořen leží na bi-materiálovém rozhraní. K potřebným výpočtům byl použit konečnoprvkový systém ANSYS. Dosažené výsledky jsou v závěru práce porovnány a zhodnoceny.
|
|
|
Stanovení efektivních materiálových charakteristik kompozitů na bázi polymerů
Máša, Bohuslav ; Hutař,, Pavel (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá stanovením efektivních elastických materiálových charakteristik částicemi zpevněného kompozitu s polymerní matricí. První část práce je věnována stanovení elastických vlastností na základě analýzy vztahů nalezených v literatuře. Druhá část je věnována numerickému modelování kompozitních částic pomocí metody konečných prvků. Byly vzaty do úvahy dvě různé polymerní matrice a dvě různé skladby částic v matrici. Výpočty byly provedeny pro široké spektrum objemového množství částic. Výsledky z obou analytických a numerických odhadů byly porovnány a užitečný analytický vztah pro odhad efektivních elastických materiálových vlastností daného druhu kompozitu byl nalezen.
|
|
|
On an estimation of the exponent of the stress singularity: three dimensional problems and effect of residual stresses on a crack arrested on the interface
Máša, Bohuslav ; Náhlík, Luboš ; Hutař, Pavel
The main aim of this paper is an investigation of the crack behavior in the ceramics laminates. Especially, the problem of the estimation of the stress singularity exponent in such a material using different approaches is closely described. Since analytical approach is a suitable tool for two dimensional problems, introducing residual stresses, which can be result of used procedures during composite production, may influence value of the stress singularity exponent. Unfortunately, there is formally no analytical tool available to introduce residual stresses. Moreover, when the three dimensional geometry is investigated, effects of complicated stress distribution in front of the crack tip are of crucial importance for crack behavior. Hence using numerically obtained stress distribution appears to be the only way, how to capture the effect of residual stresses and three dimensional geometry of the crack front. The stress singularity exponent can be directly determined from stress components in front of the crack tip and/or from displacements at faces of the crack. Both can provide good results and give us a solution, which cannot be obtained analytically. In following text the procedure will be described in more detail and shown results obtained on ceramic laminate.
|
|
|
Vliv reziduálních napětí v keramickém laminátu na šíření trhliny
Máša, Bohuslav ; Zouhar, Michal ; Náhlík, Luboš
The main focus of this contribution is the fracture behaviour of layered ceramics composite – Al2O3/ZrO2. Different ratios of the layers were considered. The residual stresses given by sintering of the composite were identified and were taken into account. Assumptions concerning linear fracture mechanics and small scale yielding are considered. Stress components and displacements in the vicinity of the crack tip were obtained by a numerical modelling using finite element method implemented to the commercial software Ansys. For the determination of the stress intensity factor analytical approach was involved. The paper presented can contribute to the better understanding of the crack propagation through the individual layers.
|
host ::
