|
|
Low cycle fatigue behaviour and fatigue crack initiation in MAR-M247 at 700 °c
Šulák, Ivo ; Obrtlík, Karel ; Hrbáček, K.
The second generation nickel-based superalloy MAR-M247 offersa satisfying combination of fatigue and creep properties and oxidation and corrosion resistance that arerequired for application at elevated temperatures in hostile environments. The microstructure consists mainly oftheface centred cubic γ matrix and ordered γ ́ strengthening precipitates (L12crystal structure). The present work focuses on low cycle fatigue (LCF) behaviour of polycrystalline nickel-based superalloy MAR-M247 at high temperature. LCF tests were conducted on cylindrical specimens in symmetrical push-pull cycle under strain control with constant total strain amplitude and strain rate at 700 °C in ambientair. Cyclic stress-strain curvesand fatigue life curves in the representation ofplastic strain amplitude vs. stress amplitude andstress amplitude vs. the number of cycles to failure, respectively,were plotted and compared with data obtained on Inconel 713LC. Special attention waspaid to the investigation of crack initiation in MAR-M247 during low cycle fatigue. Crack initiation sites were studied by means of scanning electron microscopy (SEM) in dual beam microscope TESCAN LYRA 3 XMU FESEM equipped with focus ion beam (FIB). Specimens’ surface observations revealed the formation of pronounced surface relief indicating localisation of plastic deformation.Observations in transmission electron microscope (TEM)confirmed localisation of cyclic plastic deformation in persistent slip bands along {111} slip planes. Fractographic analysis revealed fatigue crack initiation sites. Fatigue crack propagation in stage I was typical of smooth facets up to 500 μm long.
|
|
|
Extrémně nízkocyklová únavová životnost hořčíkové slitiny
Novák, Marek ; Věchet, Stanislav (oponent) ; Zapletal, Josef (vedoucí práce)
Bakalárska práca je zameraná na predpovedanie únavovej životnosti horčíkovej zliatiny AZ61 v oblasti veľmi malého počtu cyklov (menej ako 100) nazývanou oblasť extrémne nízkocyklovej únavy (ELCF). Životnosť predpovedaná Coffin-Mansonovým vzťahom je vyššia ako v skutočnosti a nezodpovedá experimentálne nameraným hodnotám. Hlavným problémom je odklon skutočnej krivky životnosti v oblasti ELCF od funkcie slúžiacej na predpoveď životnosti. Je treba nájsť regresnú funkciu, ktorá s pomocou dodatočných parametrov lepšie zodpovedá nameraným hodnotám. Práca sa venuje literárnej rešerši oblasti ELCF a modelom predpovede únavovej životnosti v danej oblasti. Ďalej v experimentálnej časti sa pracovalo s horčíkovou zliatinou AZ61 v základnom stave bez tepelného spracovania, určovali sa jej mechanické a únavové vlastnosti a mikroštruktúra. Namerané hodnoty únavovej životnosti v oblasti ELCF a LCF boli preložené regresnou funkciou podľa L. Xuea.
|
|
|
Nízkocyklová životnost v podmínkách jaderné energetiky
Sehnal, Dominik ; Kuželka, Jiří (oponent) ; Hůlka, Jiří (vedoucí práce)
Prodloužení životnosti jaderných zařízení tkví v hledání projektových rezerv. Tato práce se zabývá hodnocením nízkocyklové životnosti jaderných zařízení typu VVER a posouzením vlivu úrovně výpočtového modelu. V rámci práce jsou provedeny únavové zkoušky austenitické oceli s využitím optické metody digitální korelace obrazu, pro které je navržen a použit postup vyhodnocování. Ze získaných dat jsou kalibrovány modely plasticity s kinematickým (Chaboche) a kombinovaným zpevněním (Chaboche, Voce). Následně je určena životnost zkušebního tělesa pomocí výpočtového modelování pro různé modely materiálu. Z porovnání výsledků únavových zkoušek s výpočtem jsou stanoveny modely materiálu vhodné pro popis únavové životnosti a oblast jejich platnosti.
|
|
|
High Temperature Deformation Mechanisms
Heczko, Milan ; Gröger,, Roman (oponent) ; Spätig, Philipp (oponent) ; Kruml, Tomáš (vedoucí práce)
Two advanced highly-alloyed austenitic steels based on the Fe-Ni-Cr matrix were studied in conditions of low cycle fatigue both at room and elevated temperature. Extensive set of experimental and characterization tools was used for the investigation of inter-related effects of alloys composition, microstructure, deformation mechanisms and overall material response under load. Key mechanisms and factors determining mechanical properties and performance in the service were analysed and discussed in the relation to the materials design. • Standard fatigue experiments were performed at room temperature and at 700°C. Cyclic hardening/softening curves, cyclic deformation stress-strain curves, Coffin-Manson and Wöhler fatigue life curves were determined. • Various characterization techniques of electron microscopy were used to study changes of the microstructural state of the alloys due to the cyclic loading at room and elevated temperatures. • Fatigue behaviour, strength and cyclic plastic response of studied materials were explained in relation to the microstructure and microstructural aspects of deformation mechanisms both at room and elevated temperatures. • It was found that Sanicro 25 exhibits the highest high temperature strength of all alloys from the same class. Its extraordinary properties are related to the two nanoparticle populations, Cu-rich coherent precipitates and dispersoid-like MX nanoparticles, which play fundamental role in the determination of strength and overall cyclic response. As a result of pinning effects and associated obstacles, dislocation motion in this alloy is significantly retarded preventing formation of substructures with lower stored internal energy. With recovery heavily suppressed, forest dislocation strengthening supported by precipitation and solid solution hardening, leads to the remarkable increase of cyclic strength at elevated temperatures.
|
|
|
LOW CYCLE FATIGUE BEHAVIOR AND FATIGUE CRACK INITIATION IN MAR-M247 AT 700 °C
Šulák, Ivo ; Obrtlík, Karel ; Hrbáček, K.
The second generation nickel-based superalloy MAR-M247 offers a satisfying combination of fatigue and creep properties and oxidation and corrosion resistance that are required for application at elevated temperatures in hostile environments. The microstructure consists mainly of the face centred cubic γ matrix and ordered γ´ strengthening precipitates (L12 crystal structure). The present work focuses on low cycle fatigue (LCF) behaviour of polycrystalline nickel-based superalloy MAR-M247 at high temperature. LCF tests were conducted on cylindrical specimens in a symmetrical push-pull cycle under strain control with constant total strain amplitude and strain rate at 700 °C in ambient air. Cyclic stress-strain curves and fatigue life curves in the representation of plastic strain amplitude vs. stress amplitude and stress amplitude vs. the number of cycles to failure, respectively, were plotted and compared with data obtained on Inconel 713LC. Special attention was paid to the investigation of crack initiation in MAR-M247 during low cycle fatigue. Crack initiation sites were studied by means of scanning electron microscopy (SEM) in dual beam microscope TESCAN LYRA 3 XMU FESEM equipped with focus ion beam (FIB). Specimens’ surface observations revealed the formation of pronounced surface relief indicating localisation of plastic deformation. Observations in transmission electron microscope (TEM) confirmed localisation of cyclic plastic deformation in persistent slip bands along {111} slip planes. Fractographic analysis revealed fatigue crack initiation sites. Fatigue crack propagation in stage I was typical of smooth facets up to 500 μm long.
|
|
|
Vliv zbytkové napjatosti na únavovou životnost části tlakové nádoby
Boleloucký, Václav ; Vincour, Dušan (oponent) ; Létal, Tomáš (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá vlivem zbytkového napětí, vyvolaného cyklickým tlakovým zatížením, na životnost části tlakové nádoby (přechod dno–plášť). Práce obsahuje návrh tlakové nádoby dle ČSN EN 13 445, dále analytický výpočet napětí a přetvoření pomocí vztahů obecné pružnosti a pevnosti s využitím softwaru Maple a v neposlední řadě MKP analýzu, provedenou v programu ANSYS Workbench. Výsledkem je srovnání výstupů analytického a MKP výpočtu, spekulace odchylek a výpočet časované životnosti na základě hodnot napětí z MKP analýzy, dle ČSN EN 13 445 kap. 18, a to pro dva případy. První případ uvažuje provedení tlakové zkoušky před uvedením nádoby do provozu, druhý nikoliv. V závěru je provedeno zhodnocení a diskuse výsledků.
|
|
|
Aplikace vysokotlakého palivového systému na vznětový motor
Ševčík, Ondřej ; Prokop, Aleš (oponent) ; Dundálek, Radim (vedoucí práce)
Tato práce si klade za cíl vytvořit návrh nového konstrukčního řešení vysokotlakého palivového systému pro vznětový motor. Návrh se odvíjel od požadavků zadavatele, tedy společnosti Zetor. Byl vybrán palivový systém Common Rail od firmy Bosch. Dílčím úkolem bylo vytipování vhodných komponent nízkotlaké části, konstrukční návrh odpadního systému paliva a vysokotlakého vstřikovacího potrubí včetně uchycení vstřikovače. Vzhledem k použitým vstřikovačům bylo nutností navrhnout nové ventilové víko hlavy válců a systém přívodu vodičů z vnější strany motoru ke vstřikovačům. Práce je zejména soustředěna na konstrukční návrh uchycení vstřikovače. Vstřikovač je uchycen šroubovým spojem, jehož součásti šroub a třmen vstřikovače jsou podrobeny analytickým výpočtům. Třmen vstřikovače je navíc analyzován pomocí metody konečných prvků s ohledem na jeho únavovou životnost. Nakonec je zpracována výkresová dokumentace.
|
|
|
Úprava hydraulické části plunžrového čerpadla na vyšší tlaky
Dvořák, Petr ; Klas, Roman (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
První část diplomové práce se zabývá hydrostatickými čerpadly obecně. Druhá část se zabývá již konkrétněji plunžrovými čerpadly s klikovým mechanismem. Ve třetí části jsou uvedeny základní vztahy pro výpočet plunžrového čerpadla s klikovým mechanismem. V poslední části je proveden pevnostní výpočet navrhnuté hydraulické části plunžrového čerpadla pomocí metody konečných prvků v programu ANSYS. Dále je zde vypočtena životnost šroubů. Na konci této části je proveden výpočet proudění v programu ANSYS Fluent v oblasti sacího ventilu.
|
|
|
Development of loading spectra and fatigue life analysis of small two-seat composite aircraft
Daňko, Matúš ; Juračka, Jaroslav (oponent) ; Augustin, Petr (vedoucí práce)
Primary goal of this thesis is to present proposed method for fatigue life evaluation applicable to light composite aircraft. The first chapter of this thesis is focused on certification specifications and requirements for fatigue life proof of structure. Significant part of this thesis is dedicated to fatigue life evaluation and guideline how to proceed in evaluation of fatigue data. Thesis also points out on possible methods of statistical fatigue data analysis and critical parts of structure in means of fatigue life. The last part of thesis is focused on design of experimental evaluation of structure including test rig and load sequence. This chapter also provides inside into possible means of introducing artificial defects into the structure.
|
|
|
High cycle fatigue life of Ti6Al4V alloy produced by direct metal laser sintering
Konečná, R. ; Nicoletto, G. ; Bača, A. ; Kunz, Ludvík
High cycle fatigue life of Ti6Al4V alloy specimens manufactured by Direct Metal Laser Sintering (DMLS) was experimentally determined. The DMLS fabrication process was characterized by a 400 W laser power and 50 micrometer layer melted thickness. Post-fabrication heat treatment consisted in stress relieving for 3 h at 720 °C in vacuum with subsequent cooling in argon atmosphere. Fatigue testing of specimens oriented in three different directions with respect to the material build direction was performed with the aim to examine the influence of the layered microstructure on the fatigue behavior. Results of measurement of surface roughness, metallographic examinations of the layered material and fractographic investigation of the fatigue fracture surfaces were employed in the discussion of fatigue crack initiation in DMLS fabricated Ti6Al4V alloy.
|
host ::
RSS.