|
|
Deformačně napěťová analýza a hodnocení mezních stavů částí tlustostěnného potrubí v oblasti creepu.
Zouhar, Michal ; Petruška, Jindřich (oponent) ; Hlavoň, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá deformačně napěťovou analýzou částí tlustostěnného potrubí. Jsou řešeny rozměrové řady (charakterizovány poměrem D/d) tří těles, přímý válec, anuloid s konstantní tloušťkou (oblouk) a anuloid s proměnnou tloušťkou stěny (ohyb). Nejdříve je řešena velikost vnitřního tlaku kdy dojde k plně plastickému stavu u těchto těles. Velikost mezního tlaku je stanovena analyticky, numericky a příslušnými normativními vztahy. Výsledky a průběhy napětí jednotlivých řešení jsou vzájemně porovnány. Dále jsou tato tělesa řešena v creepové oblasti, jsou zatížena maximálním přípustným vnitřním tlakem dle normy po dobu 200 tisíc hodin - doba provozu součástí. Zkoumáno je místo maximálního ekvivalentního creepového přetvoření a místo maximálního ekvivalentního napětí. V těchto místech jsou vypsána hlavní napětí v závislosti na poměru D/d. Výsledky a průběhy napětí jednotlivých rozměrových řad jsou vzájemně porovnány. Z dostupných zdrojů literatury je zvolena podmínka dosažení mezního stavu, podle které je provedeno hodnocení dosažení mezního stavu u jednotlivých těles.
|
|
|
Zkouška mikrokompresního vzorku: numerická analýza
Petráčková, Klára ; Zouhar, Michal (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Stanovení mechanických vlastností tenkých vrstev používaných např. v elektrotechnice není vzhledem k nezbytnému náročnému přístrojovému vybavení a komplikované interpretaci výsledků testů snadné. Předložená bakalářská práce je zaměřena na stanovení některých faktorů ovlivňujících výsledky tzv. mikrokompresní zkoušky. Mikrokompresní zkouška je založena na testování pilířků vyrobených ze zkoušené vrstvy nanesené na substrátu, s případnou mezivrstvou mezi studovanou tenkou vrstvou a substrátem. Pilířek vyrobený fokusovaným iontovým svazkem (FIB) je zatěžován v tlaku nanoindentorem s plochým hrotem, přičemž je měřena deformační odezva na působící zatížení. Cílem práce je numericky (za pomoci metody konečných prvků) simulovat průběh této zkoušky a stanovit vliv vybraných geometrických faktorů zkušebních pilířků na modul pružnosti v tahu tenké vrstvy. Pro účely této studie jsou použita známá experimentální data naměřená na hliníkových tenkých vrstvách s wolframovou mezivrstvou mezi hliníkem a křemíkovým substrátem. Výsledkem práce je, za pomoci numerických výpočtů, odhadnout vliv specifické geometrie pilířku na experimentální data získaná při mikrokompresní zkoušce a zpřesnit tak stanovení modulu pružnosti v tahu tenké vrstvy, popř. vyvodit další doporučení, která umožní přesnější odhad modulu pružnosti v tahu z experimentálních dat, která jsou zatížena chybou, vyplývající z tvaru použitého vzorku. Získané výsledky a postupy tak v budoucnu mohou pomoci k rozvoji vyvíjené mikrokompresní zkoušky pro stanovení mechanických vlastností tenkých vrstev.
|
|
|
Vliv reziduálních napětí v keramickém laminátu na šíření trhliny
Máša, Bohuslav ; Zouhar, Michal ; Náhlík, Luboš
The main focus of this contribution is the fracture behaviour of layered ceramics composite – Al2O3/ZrO2. Different ratios of the layers were considered. The residual stresses given by sintering of the composite were identified and were taken into account. Assumptions concerning linear fracture mechanics and small scale yielding are considered. Stress components and displacements in the vicinity of the crack tip were obtained by a numerical modelling using finite element method implemented to the commercial software Ansys. For the determination of the stress intensity factor analytical approach was involved. The paper presented can contribute to the better understanding of the crack propagation through the individual layers.
|
|
|
On a critical geometry of a crack arrested at a bimaterial interface
Ševčík, Martin ; Zouhar, Michal ; Máša, Bohuslav ; Hutař, Pavel ; Náhlík, Luboš
Surface crack propagation in a thin soft protective layer on a massive stiffer substrate is analyzed using generalized linear elastic fracture mechanics. The growth of the initial crack is considered in both forward and sideways directions and the influence of the interface between the protective layer and massive substrate on the final crack configuration is investigated. It is shown that, depending on the elastic mismatch, the part of the crack front can be arrested at the interface protective layer/substrate and the rest of the crack grows continuously sideways only. The effective value of the stress intensity factor is used in order to predict the conditions under which the crack will propagate through the interface into the second material. Corresponding calculations have been made by finite element method.
|
|
| |
|
|
Vliv reziduálních napětí na životnost polymerních trubek
Luky, R. ; Zouhar, Michal ; Hutař, Pavel
Cílem tohoto příspěvku je studium vlivu zbytkových napětí na životnost potrubí. Byl vytvořen dvourozměrný numerický model, v němž v němž byla zavedena trhlina na vnitřním povrchu. Byl sledován průběh součinitele intenzity napětí v závislosti na hloubce trhliny a následně byla určena životnost pomocí Paris-Erdoganova vztahu. Čas do poruchy v závislosti na tangenciálním napětí byl porovnáván pro trubku s i bez reziduálních napětí. Bylo zjištěno, že existence zbytkových napětí snižuje životnost potrubí. Numerické modelování se jeví jako silný nástroj pro určení životnosti.
|
|
|
Crack stability condition at the interface between two polymer materials
Zouhar, Michal ; Hutař, Pavel ; Náhlík, Luboš ; Ševčík, Martin ; Knésl, Zdeněk
The aim of this work is to study the behaviour of crack with its tip at the interface of two polymer materials. The numerical model of cracked bi-material tension specimen is investigated and a stability criterion was tested. Usually a stability criterion based on general stress concentrator needs the relation between critical value of the generalized stress intensity factor and critical value of the stress intensity factor (fracture toughness). This relation is a function of elastic mismatch between particular materials, fracture toughness of the main material and critical distance d. Estimation of d is usually not straightforward and different authors use different approaches for its determination. Therefore main aim of this study is mutual comparison of published approaches for d estimation and to quantify their effect on the critical loading value. The results of this study can lead to better lifetime prediction and design of layered structures.
|
|
|
Dvouvrstvá trubka – vliv rozhranní na chování creepové trhliny
Zouhar, Michal ; Hutař, Pavel ; Náhlík, Luboš
V soušasné době stále více narůstá použití vícevrstvých konstrukcí. Cílem této práce je studium vlivu materiálového rozhranní na chování trhliny u vícevrstvého potrubí s vnitřní trhlinou. Pro řešení byl vytvořen numerický model dvouvrstvého potrubí, byl modelován růst vnitřní trhliny a bral v úvahu její reálný tvar. Výsledky dvouvrstvé trubky jsou porovnány s výsledky získanými pro homogenní potrubí a v závěru práce je diskutována přesnost odhadu životnosti těchto konstrukcí.
|
|
|
Fracture description of two- layer pipe with polypropylene protective layer
Zouhar, Michal ; Hutař, Pavel ; Náhlík, Luboš ; Vallet, L.
Nowadays, using of layered polymer pipes is increase. Protective layer can contribute to the better mechanical resistance of basic material. In this paper the three-dimensional numerical model of pipe consisting of main pipe material and outer protective layer material is modeled. The creep crack propagation in main material is simulated and the influence of protective layer is observed. Presented description of the crack in two-layer pipe can help for more accurate estimation of pipe-system residual life time.
|
|
| |
host ::
RSS.