|
|
Possibilities of the description of stress-strain curves for computational simulations
Košťál, Josef ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Šebek, František (vedoucí práce)
This bachelor’s thesis investigated the identification of material’s flow curve using experimental data from standard tensile test output, and the possibilities of fitting a non-linear relationship through this identified curve. The theoretical background of differences between engineering and true stress and strain was presented, as well as the tensile test basis and its output. An analytical correction method (Mirone-La Rosa) for flow curve’s trend estimation, using the tensile test as an input, was described and used. Elasto-plastic piece-wise linear material models were listed and additionally four non-linear relationships were chosen and investigated – Hollomon, Ludwik, Swift and Voce. Then, the finite element method was used for flow curve identification of experimentally tested 18CrNiMo7-6 steel, with a standard tensile test output needed for flow curve calibration. Flow curve was calibrated with iterative process on the basis of comparison of reaction forces from simulation and experiment. Furthermore, the user interface was created, and the best fit out of four chosen non-linear relationships was found.
|
|
|
Optické měření délky trhliny s využitím metody DIC
Dziubek, Jan ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Ščerba, Bořek (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá měřením délky trhliny pomocí digitální korelace obrazu. V teoretické části práce je představena metoda digitální korelace obrazu, problematika trhliny a také jsou představeny konvenční metody pro měření délky trhliny. V oblasti měření délky trhliny pomocí DIC v této chvíli nejsou univerzální postupy. Různými autory byly pouze navrženy různé postupy k nalezení čela trhliny. V práci jsou použity tři různé metody pro stanovení délky trhliny pomocí digitální korelace obrazu. Použití metody detekce hran v poli posuvů, metody hledání inflexního bodu a metody prahové hodnoty deformace. Cílem práce je popsání a srovnání těchto přístupů.
|
|
|
Finite element solution of axially loaded bars using quadratic element
Janáčik, Lukáš ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Vaverka, Jiří (vedoucí práce)
This bachelor thesis describes an algorithm for programming finite-element model with quadratic elements for axial loaded bar. In the introduction, we define the basic concepts of mechanics of materials, which are used in this thesis and are necessary to understand problems, for which finite element method was formulated. The thesis clarifies a transition from basic differential equation to weak formulation, which is the base of finite element method. We define element matrices and describe transition to global matrices, relating to the whole body. Then describe implementation of boundary conditions and postprocessing of the results, necessary for calculation and displaying of other unknowns. In the practical part, 3 illustrative problems are presented and calculated numerically in FEM solver using Matlab, analytically and in software ANSYS Workbench. Results are then compared and evaluated. Problems have different boundary conditions (linear axial load, tempered cross section, statically indeterminate fixation). Results of displacement and normal stress for programmed solver are identical to those from Ansys (using the same settings) and analytical solution (after more elements are added, if necessary). Problem with tempered cross section was simulated in Ansys using plain stress, because the program can’t define bar with tempered cross section. This revealed sheer stress contained in parts of cross section further from centreline, which are not calculated in our FEM solver and in some cases might be significant.
|
|
|
The use of superelements in solving large systems of MKP
Hluška, Milan ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the utilization of superelements in finite element method simulations. First, the basic theory of FEM and superelements is explained. The principles and procedures of using superelements in ANSYS and its scripting language APDL is described next. Third part focuses on custom-made program that illustrates the appication of superelements, and its results of an exemplary calculation are compared with the results from ANSYS APDL in the last part.
|
|
|
Druhy únavových zkoušek a způsoby zpracování naměřených dat
Lamrich, Richard ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Vosynek, Petr (vedoucí práce)
Bakalárska práca je zameraná na vykonávanie únavových skúšok a tvorbu kriviek životnosti. V prvej časti sú za účelom teoretického základu spracované tri štádia únavového procesu. Ďalej sa práca sústredí na rozdelenie metód vykonávania únavových skúšok a strojov, ktoré sa na tieto skúšky používajú a ukazuje za akých okolností je vhodné ich použiť. Posledná časť práce je venovaná spôsobom tvorby kriviek životnosti.
|
|
|
Analýza mechanických vlastností ortopedických vložek zhotovených 3D tiskem
Rosický, Michael ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem této práce je analyzovat vliv tvarových profilů (žeber) na ohybovou a torzní tuhost ortopedických vložek zhotovených 3D tiskem. K řešení je přistoupeno experimentálně s využitím vlastních zkušebních zařízení a pomocí modelování metodou konečných prvků. Výpočtový model je dále rozšířen na napěťovou analýzu. V práci jsou zkoumány 3 různé varianty daného prvku. Ty jsou v průběhu práce analyzovány a porovnávány. Na konci práce je doporučena nejvhodnější varianta.
|
|
|
Určování zbytkových napětí z pole přetvoření v okolí odvrtávané díry
Horák, Richard ; Návrat, Tomáš (oponent) ; Halabuk, Dávid (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá určováním homogenních zbytkových napětí pomocí odvrtávací metody. K měření uvolněných přetvoření je využita optická metoda digitální korelace obrazu (DIC). Aby bylo možné k vyhodnocení zbytkových napětí využít celého pole přetvoření, je potřeba znát funkční závislosti kalibračních konstant na tomto poli. Rozsáhlá část diplomové práce proto zahrnuje nalezení těchto závislostí ve vztahu k rozměrům vrtané díry a souřadnic polohy měřených bodů. Další část práce se zabývá vyhodnocením homogenních zbytkových napětí z poskytnutých experimentálních dat natahované ocelové ploché tyče s průchozí dírou. V závěru práce je provedena citlivostní analýza, zabývající se vlivem vstupních veličin výpočtového algoritmu ve vztahu k vyhodnoceným zbytkovým napětím.
|
|
|
Detekce defektů výplně 3D tištěných struktur s využitím metody DIC
Doležal, Tomáš ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Ščerba, Bořek (vedoucí práce)
Výroba součástí pomocí aditivních technologií přináší kromě mnoha výhod také komplikace ve formě vzniku inherentních defektů, které negativně ovlivňují mechanické vlastnosti a jejich odhalení před uvedení součásti do provozu je žádoucí pro zachování spolehlivosti po celou dobu životnosti. Možnosti metody digitální korelace obrazu (DIC) pro detekci defektů výplně v součástech vyrobených aditivními technologiemi nebyly doposud v odborné literatuře popsány. Tato diplomová práce se zabývá návrhem nové defektoskopické metody nedestruktivního charakteru pro detekci vnitřních defektů v součástech vyrobených aditivními technologiemi, která je založená na vyhodnocení pole přetvoření povrchu součásti změřeného metodou DIC. Defektoskopická metoda byla úspěšně experimentálně ověřena na vzorcích s uměle vytvořenými vadami vyrobených technologií FDM. Konvoluční neuronová síť byla použita jako kritérium pro posouzení přítomnosti defektu v naměřených polích přetvoření. S její pomocí bylo dosaženo přesnosti klasifikace vzorků 94,5 %. Přestože navržená defektoskopická metoda podléhá dalšímu výzkumu, navržený způsob detekce vad se jeví jako nadějný pro rychlé a levné odhalování defektů v součástech vyrobených aditivními technologiemi.
|
|
|
Numerical simulation of the hole drilling method for residual stress measurement
Halabuk, Dávid ; Ganev, Nikolaj (oponent) ; Pástor,, Miroslav (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
The doctoral thesis is focused on the investigation of various cases that may occur in the measurement of residual stresses by hole-drilling method and which deviate from the ideal state for which hole-drilling method is derived. In order to assess various stress states, geometries or material properties of the measured body, a computational model simulating the hole-drilling method was created by the finite element method. The first investigated case deals with cylindrical bodies and errors that may occur when the hole-drilling method is used to measure residual stresses in bodies with various surface radii. In addition to the evaluation of errors for different stress states, a procedure for the calculation of uniform residual stresses in cylindrical bodies has been proposed. The next part of the thesis is focused on investigating the influence of the residual stress placed in the perpendicular direction to the measured surface on the error of evaluated residual stresses located in a plane parallel to the surface of a measured body. The last and largest part of the thesis deals with cases in which plastic deformations form in the area around the drilled hole during residual stress measurement. After examining of various parameters influencing the formation of plastic deformations, a correction procedure which is capable to correct the uniform residual stresses for various hole diameters and various strain gauge rosettes independently of the stress state or material properties was proposed. The proposed correction procedure was thoroughly tested to ensure its satisfactory results. Based on the obtained results published in this thesis, it is possible to estimate the influence of various conditions deviating from the ideal case on the accuracy of the evaluated residual stresses and in some cases minimize this influence by the proposed procedures.
|
|
|
Finite element solution of axially loaded bars using quadratic element
Janáčik, Lukáš ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Vaverka, Jiří (vedoucí práce)
This bachelor thesis describes an algorithm for programming finite-element model with quadratic elements for axial loaded bar. In the introduction, we define the basic concepts of mechanics of materials, which are used in this thesis and are necessary to understand problems, for which finite element method was formulated. The thesis clarifies a transition from basic differential equation to weak formulation, which is the base of finite element method. We define element matrices and describe transition to global matrices, relating to the whole body. Then describe implementation of boundary conditions and postprocessing of the results, necessary for calculation and displaying of other unknowns. In the practical part, 3 illustrative problems are presented and calculated numerically in FEM solver using Matlab, analytically and in software ANSYS Workbench. Results are then compared and evaluated. Problems have different boundary conditions (linear axial load, tempered cross section, statically indeterminate fixation). Results of displacement and normal stress for programmed solver are identical to those from Ansys (using the same settings) and analytical solution (after more elements are added, if necessary). Problem with tempered cross section was simulated in Ansys using plain stress, because the program can’t define bar with tempered cross section. This revealed sheer stress contained in parts of cross section further from centreline, which are not calculated in our FEM solver and in some cases might be significant.
|
host ::
RSS.