|
|
Modelování a analýza kontaktního porušování keramických materiálů
Machů, Zdeněk ; Majer, Zdeněk (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou kontaktního porušování keramických materiálů. Cílem této práce je vytvořit analytický a numerický MKP model kontaktu kulová plocha vs. rovná deska a dále tyto modely využít k analýze zátěžných podmínek vedoucích ke vzniku trhliny v keramické desce. V rešeršní části jsou popsány projevy kontaktního porušení u keramických materiálů s důrazem na popis tzv. Hertzovy trhliny, dále je zde uvedena Hertzova teorie kontaktu kulová plocha vs. kulová plocha včetně vztahů popisujících napjatost v rovné desce. Následně je popsán princip modelování kontaktních úloh v MKP softwaru ANSYS Mechanical APDL a nakonec jsou zde uvedeny základní vztahy lomové mechaniky nutné k popisu iniciace prstencové trhliny. V další kapitole je popsána tvorba analytického a numerického MKP modelu kontaktní úlohy s ukázkami výstupů jednotlivých modelů, které jsou následně vzájemně porovnány. Poslední kapitola této práce se zabývá popisem modelu simulujícím iniciaci prstencové trhliny. V této kapitole je dále analyzována nejvýhodnější poloha pro vznik trhliny a její další růst. V poslední části je zpracována parametrická studie závislosti kritických zátěžných podmínek na poloměru vtlačované kulové plochy při uvažování různých materiálových charakteristik keramické desky. Na závěr jsou výstupy výše uvedeného modelu porovnány s reálnými experimenty.
|
|
|
Influence of lamine thickness on bifurcation appearance in ceramic laminate
Sorokina, Kristina ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
In layered ceramic composite materials the internal residual stresses occur due to thermal expansion coefficient mismatch of individual layers. During cooling of layered composite from sintering temperature the layers start to shrink with different rate according to the thermal expansion coefficient. Permanent compressive and tensile residual stresses generate in individual layers if they are strongly bonded together. Magnitude of the residual stresses is controlled by volume ratio between two combined materials. In this work, ceramic laminates consisted of 7 and 9 alternated layers combining two different ceramic materials were prepared by sequential slip casting and electrophoretic deposition and subsequently studied. The prepared laminates were analyzed for existence of edge cracks in layers containing compressive residual stresses. By using results of 2D parametric numerical model and combination of compressive residual stress and layer thickness, the prediction of presence and absence of edge cracking were compared with the actual presence and absence of edge cracks in compressive layers. The crack bifurcation caused by edge cracks presence was studied on the 3D fracture surfaces reconstruction of laminate prepared after testing of flexural strength.
|
|
|
Modelování náhodně uspořádané struktury keramické pěny pro MKP simulace
Papšík, Roman ; Navrátil, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá tvorbou modelu nepravidelné struktury keramické pěny pro účely MKP simulací. Cílem je nahrazení složité struktury otevřené pěny pomocí nosníkových prvků, umožňujících provádět MKP analýzy na mnohem větších objemech pěny, než umožňují realistické modely pěn tvořené objemovými prvky. V této práci je technika vytváření modelu pěny založena na Voroného teselaci a umožňuje volbu různé (ne)pravidelnosti struktury. Navržené zkrojové kódy generují přímo data modelu ve formě jazyka APDL pro MKP systém Ansys. V první části práce je popsáno několik metod dělení prostoru a způsoby nahrazení reálné pěnové struktury zjednodušujícím “drátěným” modelem. Druhá část definuje Voroného teselaci (diagram) jako klíčovou techniku pro vytvoření modelu pěny a popisuje algoritmy k jeho sestrojení. Další část práce pojednává o možnostech využití různých softwarů a knihoven, věnuje se vytvoření vlastního kódu v programu Matlab a způsobu přenosu dat modelu do systému Ansys. V závěrečné části práce je demonstrována funkčnost vytvořeného modelu na několika MKP simulacích, studujících odezvu keramické pěny na vnější mechanické zatížení při různých nepravidelnostech struktury.
|
|
|
Návrh laminátových řídítek pro horská kola
Hanák, Jiří ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Polzer, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá návrhem laminátových řídítek pro horská kola. První část prá-ce se věnuje popisu vlastností kompozitních materiálů, zejména je kladen důraz na vláknové kompozity. Je zde uveden algoritmus pro získání materiálových charakteristik vláknového kompozitu analytickým způsobem. V další části je ukázáno řízení směrů vláken laminátu a jeho vliv na výsledné napětí působící v materiálu. Cílem poslední části je samotný návrh modelu geometrie laminátových řídítek pro horská kola s následnou deformačně – napěťovou analý-zou pomocí MKP a programu ANSYS. Analýza je provedena pro monotónní zatěžování.
|
|
|
Pevnostní výpočty vybraných součástí palné zbraně
Pavlík, Ondřej ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Slažanský, Martin (vedoucí práce)
Práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu čepu záchytu závěru používaného u pistolí kategorie CZ-75, vyrobených v České zbrojovce Uherský Brod, a následnou deformačně napěťovou analýzou. Výsledky analýzy jsou významně ovlivněny obtížnou dostupností relevantních a spolehlivých informací k danému problému. Na základě výsledků bylo rozhodnuto o bezpečnosti součásti z hlediska její pevnosti, výsledky jsou však velmi závislé na volbě některých vstupních parametrů. Závěrem je předložen návrh dalšího postupu ke zpřesnění výpočtového modelu.
|
|
|
Solution of General Stress Concentrators in Anisotropic Media by Combination of FEM and the Complex Potential Theory
Ševeček, Oldřich ; Kotoul, Michal (vedoucí práce)
The thesis focuses to the solution of the problems of general stress concentrators in anisotropic media. Particularly, it is a problem of cracks terminating on the interface of two dissimilar materials or problems of general multi-material wedge. The main aim of the work is to work up a complex toolbox for the assessment of general stress concentrators, i.e. a tool for the description of the stress field in its vicinity, the inclusion of the crack bridging effect into the resulting stress field, and the definition of the fracture criteria for the crack impinging at the interface in dissimilar anisotropic media. For the description of the stress field the so-called Lechnitskii-Stroh formalism and continuously distributed dislocation technique, exploiting the complex potential theory is used. The work also widely employs the two-state "psi"-integral (for the calculation of various factors of the asymptotic stress expansions) based on the Betti´s reciprocal theorem in combination with FEM. For the fracture criterion definition the theory of Finite Fracture Mechanics and matched asymptotic expansions is used. Especially the competition between the crack deflection along the interface and the crack penetration into the base material is studied. All the needed calculations are performed in the mathematical softwares MAPLE 10.0, MATLAB 7.1 and in the finite element system ANSYS 10.0.
|
|
|
Solution of General Stress Concentrators in Anisotropic Media by Combination of FEM and the Complex Potential Theory
Ševeček, Oldřich ; Knésl, Zdeněk (oponent) ; Náhlík, Luboš (oponent) ; Kotoul, Michal (vedoucí práce)
The thesis focuses to the solution of the problems of general stress concentrators in anisotropic media. Particularly, it is a problem of cracks terminating on the interface of two dissimilar materials or problems of general multi-material wedge. The main aim of the work is to work up a complex toolbox for the assessment of general stress concentrators, i.e. a tool for the description of the stress field in its vicinity, the inclusion of the crack bridging effect into the resulting stress field, and the definition of the fracture criteria for the crack impinging at the interface in dissimilar anisotropic media. For the description of the stress field the so-called Lechnitskii-Stroh formalism and continuously distributed dislocation technique, exploiting the complex potential theory is used. The work also widely employs the two-state "psi"-integral (for the calculation of various factors of the asymptotic stress expansions) based on the Betti´s reciprocal theorem in combination with FEM. For the fracture criterion definition the theory of Finite Fracture Mechanics and matched asymptotic expansions is used. Especially the competition between the crack deflection along the interface and the crack penetration into the base material is studied. All the needed calculations are performed in the mathematical softwares MAPLE 10.0, MATLAB 7.1 and in the finite element system ANSYS 10.0.
|
|
|
Problém trhliny v blízkosti bimateriálové rozhraní
Svoboda, Miroslav ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem práce je seznámení se s problematikou lineární lomové mechaniky, popisem napětí a deformací v okolí vrcholu trhliny na rozhraní dvou ortotropních materiálů pomocí teorie rovinné pružnosti. První část je věnována teoretickým základům lomové mechaniky. Druhá část se zabývá výpočtem exponentu singularity v případě trhliny nakloněné pod libovolným úhlem vzhledem k bimateriálovému rozhraní. Dále se určuje koeficient intenzity napětí analyticko-numerickým přístupem pomocí MKP. Poslední, třetí část, je zaměřena na testování algoritmů na konkrétních konfiguracích trhliny vůči bimateriálovému rozhraní. V závěru se vyhodnocují numerické výsledky, vlivy mechanických vlastností materiálů a vlivy úhlu sklonu trhliny vůči rozhraní.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.