|
|
Optimalizace podmínek testování turbínových kol na plynových hořácích
Handl, Martin
The thesis describes the topic of turbine wheel testing in terms of high-cycle fatigue in general. It explains specifics of fatigue life testing on engine with real conditions and testing on gas stand with simulated conditions. The main part solves the optimization of conditions simulated by gas stand in relation to the real conditions on the engine.
|
|
|
Fatigue resistance and mechanisms of the fatigue damage in materials for high temperatures
Petráš, Roman ; Kohout,, Jan (referee) ; Weidner, Anja (referee) ; Polák, Jaroslav (advisor)
Superaustenitická korozivzdorná ocel typu 22Cr25NiWCoCu určená pro vysokoteplotní aplikace v energetickém průmyslu byla studována za podmínek nízkocyklové únavy při pokojové a zvýšené teplotě. Jednotlivé vzorky byly podrobeny různým zátěžným procedurám, což umožnilo studium materiálové odezvy spolu s mechanismem poškození. Křivky cyklického zpevnění/změkčení, cyklického napětí a Coffin-Mansonovy křivky byly vyhodnoceny. Únavová životnost materiálu byla diskutována s ohledem na uplatňované mechanismy poškození, které se vyvinuly za specifických zátěžných podmínek. Standardní izotermální únavové experimenty byly provedeny při pokojové a zvýšené teplotě. Hysterezní smyčky zaznamenané během cyklického zatěžování byly analyzovány pomocí zobecněné statistické teorie hysterezní smyčky. Pro různé amplitudy napětí byla určena jak distribuce hustoty pravděpodobnosti interních kritických napětí (dále PDF), tak rovněž zjištěn její vývoj během cyklického namáhání. Zjištěné průběhy PDF byly korelovány s vývojem povrchového reliéfu a vnitřního dislokačního uspořádání zdokumentované pro obě teploty pomocí rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) vybavené technikou fokusovaného iontového svazku (FIB), která umožnila rovněž efektivní studium nukleace povrchových únavových trhlin. Při cyklickém zatížení při pokojové teplotě byla pozorována lokalizace cyklické plastické deformace do perzistentních skluzových pásů (PSP). V místech, kde tyto PSP vystupují na povrch materiálu byly pozorovány perzistentní skluzové stopy (PSS) tvořené extruzemi a intruzemi. Postupné prohlubování intruzí, zejména na čele nejhlubší intruze, vede k iniciaci únavové trhliny. Odlišný mechanismus tvorby trhlin byl zjištěn při únavové zkoušce při zvýšené teplotě, kde zásadní roli hrál vliv prostředí. Rychlá oxidace hranic zrn a jejich následné popraskání představuje dominantní mechanismus v I. stádiu nukleace trhlin. Aplikace desetiminutové prodlevy v tahové části zátěžného cyklu vedlo k vývoji vnitřního (kavitačního) poškozování. Mechanismy vnitřního poškozování byly studovány na podélných řezech rovnoběžných s napěťovou osou zkušebních vzorků. Trhliny a jejich vztah k hranicím zrn a dvojčat byly studovány pomocí difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Vliv prodlevy na únavovou životnost byl korelován s vývojem povrchového reliéfu a vnitřního poškození. Vzorky z uvedené oceli byly rovněž podrobeny zkouškám termomechanické únavy (TMF), při nichž se v čase mění jak zátěžná síla tak i teplota. Termomechanické únavové zkoušky v režimu soufázném (in-phase) a protifázném (out-of-phase) byly provedeny jak s prodlevou, tak i bez ní. Ve všech případech bylo pozorováno rychlé cyklické zpevnění bez ohledu na použitou amplitudu deformace, u vzorků testovaných v out-of-phase režimu byla zjištěna tendence k saturaci. Zkoumáním povrchového reliéfu za pomocí technik SEM a FIB byla odhalena přednostní oxidace hranic zrn a následné praskání těchto hranic kolmo k ose zatížení. Prodlevy v cyklech při maximálním napětí vedly ke zvýšení amplitudy plastické deformace a následně ke creepovému poškození ve formě vnitřních kavit a trhlin. Interkrystalické šíření trhlin bylo pozorováno na vzorcích testovaných v režimu in-phase. Vývoj poškození v režimu out-of-phase nebyl principiálně ovlivněn zařazením prodlevy do zátěžného cyklu. Charakteristickým znakem namáhání v režimu out-of-phase je nukleace několika trhlin v homogenní oxidické vrstvě jdoucích napříč zrny kolmo k ose zatěžování.
|
|
|
Extremely low cycle fatigue life of magnesium alloy
Novák, Marek ; Věchet, Stanislav (referee) ; Zapletal, Josef (advisor)
The goal of this bachelor´s thesis is to predict the fatigue life of magnesium alloy AZ61 in the very low cycle count range (less than 100), which also called extremely low fatigue (ELCF) range. Life prediction predicted by Manson-Coffin´s law is higher than the experimental values show. The main problem is that the slope of the real life curve in the ELCF range is different than the slope of the predicted one. A new regression function with additional material parameters has to be found to match the experimentally measured values. The thesis deals with the literature search of the ELCF range and models of fatigue life prediction in the said range. Furthermore, in the experimental part of the thesis, magnesium alloy AZ61 without any heat treatment has been measured for mechanical and fatigue properties. Also, the microstructure of the alloy was observed. Measured values of fatigue life in the ELCF and LCF range were fitted by a regression function proposed by L. Xue.
|
|
|
Crank Train of a V6 Compression-ignition Engine
Homola, Petr ; Píštěk, Václav (referee) ; Drápal, Lubomír (advisor)
This master thesis, concentrated on crank train mechanism of diesel V6 engines with special focus on design and construction of crankshaft, is divided in two main phases. First phase is concept, which contains brief introduction of diesel V-engines construction, parameters of chosen engine unit, especially crank train mechanism, design of crankshaft and 1D analysis of torsional vibrations. Second phase is layout, this phase deals with MBS 3D analysis with flexible FEM models of crankshaft and engine block. These outputs are used for fatigue analysis of crankshaft.
|
|
|
The evaluation of the lifetime period of welded frame for hydraulic press machine RONDOPRESS
Čermák, Petr ; Mrňa, Libor (referee) ; Kubíček, Jaroslav (advisor)
Petr Čermák: Service time assessment of the welded frame for the hydraulics of RONDOPRESS press machine The goal of this thesis is to assess durability of the welded frame for the hydraulics of RONDOPRESS press machine, which is used at the bakery sector in the food industry. The press machine chamber is made of stainless steel, because of food (dough) processing. But the strengthened part of the press machine consists of a carbon steel frame with a hydraulic cylinder. For the life of the RONDOPRESS machine is determining the rigidity and durability of the frame. Therefore it is necessary to carry out a study of carbon steel weldability, choose a suitable welding method and then make an evaluation of welded frame construction used in terms of weld joints in analyzed areas. Practical part consists of the frame computer model design, stress calculations and the service time calculation for required 1,825,000 cycles, choosing the appropriate welding method and avoiding undesired deformations. The final output is an operational frame of the RONDOPRESS press machine that meets the required service time specified by the number of production process cycles.
|
|
|
The fatigue life of steel specimens under axial, torsional and combined axial-torsional loading
Mička, Jan ; Horníková, Jana (referee) ; Slámečka, Karel (advisor)
The master’s thesis deals with the fatigue life prediction under multiaxial cyclic loading. First, the fatigue process is discussed and the methods for fatigue life prediction under uniaxial and multiaxial loading are described. In the practical part, the accuracy of selected criteria is assessed based on experimental data obtained on cylindrical samples made of 1.2210 steel that were tested under synchronous symmetric axial-torsion loading. Application of criteria requires to determine the fatigue strength under pure axial and torsional loading.
|
|
|
Strength control of bicycle crank assembly
Kolenčík, Richard ; Skalka, Petr (referee) ; Burša, Jiří (advisor)
This bachelor thesis is intent on strength-deformation check of bicycle crank assembly. The first part is devoted to check safety of fatigue failure of crank bicycle, which is loaded with combination loading. The second part is devoted on safety analysis of fatigue failure in the case of pedal. Because of low safety´s coefficient is made calculation of high cyclic life of pedal. The last section is devoted to the calculation of maximum deformation of the crank assembly. The analytical calculation was performed by the software Matlab R2012b.
|
|
|
Fatigue behaviour of AZ31 and AZ61 magnesium alloys after corrosion degradation
Horynová, Miroslava ; Vojtěch, Dalibor (referee) ; Obrtlík, Karel (referee) ; Podrábský, Tomáš (advisor)
Dissertation thesis is focused on evaluation of influence of exposure in 5% salt fog on fatigue behavior of AZ31 and AZ61 magnesium alloy fabricated by squeeze casting method. Microstructure and mechanical properties of experimental materials have been evaluated. The AZ61 alloy was solution heat treated after prior optimization of the heat treatment process based on microstructural characteristics and mechanical properties. Depths of corrosion damage, corrosion rate and mechanism of corrosion of all three experimental alloys have been evaluated. Influence of prior corrosion exposure for 480 and 1000 hours on fatigue behavior of experimental materials was evaluated. Obtained data were compared with data obtained using smooth test specimens. Fractographic analysis was carried out on both smooth and precorroded specimens. Furthermore, influence of aluminium on corrosion and fatigue behavior of tested alloys was defined.
|
|
|
Fatigue damage mechanism of MAR-M 247 superalloy
Jíša, Jakub ; Štěpánek, Roman (referee) ; Pantělejev, Libor (advisor)
The thesis deals with the fatigue resistance of material MAR-M 247 at temperatures of 650 °C, 800 °C and 900 °C. Based on the results obtained, curves of durability ("S/N curves") were drawn and the effect of temperature on the fatigue behaviour of nickel-based superalloys MAR-M 247 and IN713 LC was evaluated. Fractographic analysis was used to examine the failure mechanism and the effect of casting defects on the fatigue crack initiation.
|
|
| |
guest ::
