|
| |
|
|
Computational modelling and analysis of crack propagation in ceramic composites containing residual stresses
Černý, Hynek ; Majer, Zdeněk (referee) ; Ševeček, Oldřich (advisor)
The diploma thesis dealt with 3D computational modelling of crack propagation in particle and layered ceramic composites. In first part of thesis, all tools for fracture mechanics implemented in software ANSYS were explored for their suitability in given topic. In the next part, crack propagation in particle composites was analysed, where extra focus was applied on influence of different stiffness and thermal expansion of all components of the composite. First, the crack propagation in homogenous material model was set up, then the effect of different stiffness of the composite components was added, and in the last stage, the effect of the residual stresses was also added. From the achieved results, it was possible to describe the influence of the previously listed factors on the energy required for crack propagation. This created model should be applicable to the model of a real composite, thanks to which it should be possible to quantify whether the composite is more resistant to crack propagation then the homogenous material. In the last part of thesis, the crack growth through layered ceramic laminates was analysed, where emphasis was again placed on the different stiffness and thermal expansion of all components of the laminate. In this part, the great advantage of the ANSYS APDL, creating of macros, were used. Using macros, a parametric model was created, which, after the input data was entered, was able to create geometry of the computational model, enter boundary conditions, create a mesh of the computational model, set up the analysis and start the simulation. The created model can be used, for example, to determine the apparent fracture toughness of laminate, thanks to which it is possible to access how much the used configuration is more suitable than the use of a homogenous material.
|
|
| |
|
|
Stress-strain Analysis of Carotid Arteries with Atheroma
Lisický, Ondřej ; Návrat, Tomáš (referee) ; Vimmr, Jan (referee) ; Burša, Jiří (advisor)
Kardiovaskulární příhody byly a jsou rozšířenou příčinou úmrtí ve většině zemí. Ateroskleróza karotických tepen mnohdy vedoucí k mrtvici je jejich nedílnou součástí. Včasná a vhodně mířená diagnostika rizikových lézí může vést ke snížení kritických příhod, a tím potenciálně snížit počet úmrtí. Porušení nestabilního aterosklerotického plátu je ovlivněno působením sil od proudící krve. V biomechanice měkkých tkání je využíváno výpočtového modelování jakožto potenciálního ukazatele, díky němuž by bylo možné odhalit nestabilitu plátu u pacientů podstupujících pravidelná kontrolní měření. Mechanické veličiny bývají spojovány s klinicky dostupnými ukazateli jako jsou například podstatné rozměry léze nebo přítomnost rizikových komponent. Komplexita a malé rozměry tkáně ovšem stále omezují možnosti tvorby výpočtových modelů a existuje tedy spousta faktorů, které je před možnou implementací do klinických postupů potřeba řádně vyšetřit. Tato práce je členěna do kapitol shrnujících aktuální stav řešené problematiky. Kapitoly jsou doplněny o komentář autorova příspěvku k dané problematice a odkaz na originální práci. Studium problematiky naznačilo velké množství potenciálních směrů výzkumu, což by ovšem nebylo možné zahrnout do jediné práce. Řešená témata se dají rozdělit na: (i) ověření možnosti tvorby 3D výpočtového modelu ze snímků aterosklerotického plátu s následným rozšířením na výpočtovou studii zahrnující řadu faktorů pro ověření vlivu na napjatost, (ii) studium mechanických vlastností aterosklerotických plátů odebíraných z endarterektomie během celé doby řešení, (iii) možnosti analýzy deformačního pole u experimentů zahrnujících měkké tkáně a (iv) experimentální a výpočtovou studii zbytkové deformace, potažmo napětí v souvislosti s karotickými tepnami. Výsledky jednotlivých částí jednoznačně poukázaly na problémy spojené s výpočtovým modelováním jako například časté opomíjení přítomnosti komponent stěny tepny při modelování aterosklerotického plátu, nutnost správného pochopení mechanického chování, ale také na způsob vyhodnocení experimentů s vyšším počtem vzorků. V neposlední řadě bylo ukázáno, že zbytkové napětí nemusí být podstatným faktorem u aterosklerotických plátů karotických tepen.
|
|
| |
|
| |
|
|
Influence of setting and configuration of straightening machine on results of simulation of cross-roll straightening
Ščerba, Bořek ; Petruška, Jindřich (referee) ; Návrat, Tomáš (advisor)
Analytical methods or implicit finite element method (FEM) with beam elements to model straightened bar were used to analyze straightening process in multi-staggered cross-roll straighteners up to now. These are effective but require certain simplifications. Aim of this thesis is to create an explicit FEM model allowing usage of solid elements for circular bar without disproportional increase of computational time. This may lead to deeper understanding of the straightening process. The model is to be verified using straightening tables and then used to quantify influence of rollers configuration on results of the straightening process.
|
|
|
Evaluation of the machined surface and subsurface properties using Barkhausen noise analysis
Blažíček, Dominik ; Malec, Jiří (referee) ; Švejcar, Jiří (advisor)
Master thesis deals with the influence of milling to resulting surface integrity of gear tested by Barkhausen Noise Analysis technique. Two sets of gears milled by different machines by comparable parameters were used to solve the task. The testing of surface integrity was carried out after heat treatment and final grinding. It was experimentaly approved the effected surface/subsurface damage caused by milling remains in the material through the heat treatment. Based on these results, it can be assumed that different milling affects the resulting surface integrity after HT.
|
|
| |
|
|
Structural study of nanocrystalline titanium oxide films and their temperature stability
Chlanová, Lea ; Kužel, Radomír (advisor) ; Čapková, Pavla (referee) ; Ganev, Nikolaj (referee)
Title: Structural study of nanocrystalline titanium oxide films and their temperature stability Author: Lea Chlanová Department: Department of Condensed Matter Physics Supervisor: Prof. RNDr. Radomír Kužel, CSc., Department of Condensed Matter Physics Abstract: TiO2 thin films can exhibit photocatalytic activity and photoinduced su- perhydrophilicity depending on crystallinity, phase composition and mi- crostructure. These parameters were studied by X-ray diffraction (XRD) and reflectivity (XRR) for magnetron deposited films - nanocrystalline and amorphous, namely their temperature and time evolution. For nanocrystalline films, it was found that higher partial oxygen pressure during the deposition is beneficial. Small anatase crystallites were stable up to about 450 ◦ C. Depth-profiling XRD of some samples revealed that rutile phase was only present close to the substrate. For amorphous films it was found that the crystallization depends strongly on the film thickness and it is slower for very thin films. Evolution of the intensities of anatase diffraction peaks with annealing time could be described by a modified Avrami equation. XRD profile was relatively narrow from the very be- ginning of crystallization (at about 220 ◦ C), which indicated relatively larger crystallites (> 100 nm), and hence, nanocrystalline films...
|
guest ::
