|
|
Napjatostní aspekty kvazikřehkého lomu
Sobek, Jakub ; Němeček,, Jiří (oponent) ; Keršner, Zbyněk (oponent) ; Klusák,, Jan (oponent) ; Veselý, Václav (vedoucí práce)
Předkládaná disertační práce se zaměřuje, jak již samotný název napovídá, na analýzu napjatostních aspektů kvazikřehkého lomu. To jest lomu kompozitních materiálů s cementovou matricí (jako je beton, malta, omítky apod.), keramiky a dalších kompozitů. V práci použité metody vycházejí z teorie víceparametrové lineární elastické lomové mechaniky, která vyzdvihuje důležitost zahrnutí více členů tzv. Williamsovy řady, aproximující pole napětí a posunů v tělese s trhlinou, do prováděných lomových analýz. K určování hodnot koeficientů členů této řady, jejíž přepočtené tvarové funkce figurují ve většině provedených napjatostních analýz, je zde používána tzv. přeurčitá metoda. Dalším prostředkem řešení je nelineární lomová mechanika, zastoupená zejména modelem kohezivní trhliny, respektive modelem pásu trhlin implementovaném v sw. ATENA. K zpětné rekonstrukci napjatosti v tělesech s trhlinou slouží aplikace ReFraPro. Analytická část práce se zabývá různými aspekty lomové zkoušky štípáním klínem – od okrajových podmínek, přes různé možnosti uzlových výběrů (potřebné jako vstupní veličiny pro přeurčitou metodu) až k speciální (pokročilé) zautomatizované analýze numerického modelu. Zvláštní kapitolu tvoří atypické zkušební konfigurace, vyvinuté pro nastavení různé hladiny stísnění napětí a deformace za čelem šířící se trhliny. Jejich studie i detailní analýzy rozkrývají velké množství užitečných informací využitelných pro reálné experimenty. Zpětná rekonstrukce pole napětí osvětluje vhodnost výběru uzlových konfigurací jako vstupů pro proceduru k určení aproximace polí u čela trhliny a poukazuje na otázku nutnosti použití víceparametrové lineární elastické lomové mechaniky pro určité lomové analýzy těles z kvazikřehkých materiálů. Práce je na závěr doplněna analýzou lomové zkoušky excentrickým tahem na tělesech s modifikovanými okrajovými podmínkami.
|
|
|
Analýza napjatosti a porušení ve zkušebních tělesech používaných pro určování lomově-mechanických parametrů kvazikřehkých materiálů
Holušová, Táňa ; Seitl,, Stanislav (oponent) ; Veselý, Václav (vedoucí práce)
Práce se zabývá testem pro určování lomově-mechanických parametrů kvazikřehkých materiálů, zejména betonu. Zkoumanou zkouškou je tzv. wedge-splitting test, jehož český ekvivalent může znít jako zkouška štípáním klínem. Pro tuto zkoušku je možné použít tělesa různých tvarů se zářezy; tato práce se však výhradně zaměřuje na těleso ve tvaru válce o průměru 150 mm a tloušťce 100 mm. Zkouška je prováděna virtuálně pomocí MKP softwaru Atena 2D. Je sledován průběh porušení tělesa během zatěžování pro různé délky zářezu. Kvantifikuje se množství energie vynaložené na rozvinutí porušení mimo zkoušený průřez oslabený zářezem. Je vyšetřována i velikost lomové procesní zóny v závislosti na relativní délce zářezu. Popsaná analýza se provádí pro více materiálových sad, které se liší kohezivními vlastnostmi vyjádřenými skrze tzv. charakteristickou délku kvazikřehkého materiálu. Hledají se vhodné proporce tělesa tak, aby při provádění zkoušek nedocházelo ke vzniku porušování, a tedy i disipace energie, mimo oblast ligamentu tělesa, čímž se zpřesní odhad lomově-mechanických parametrů zkoušeného materiálu.
|
|
|
Víceúrovňové stanovení lomově-mechanických parametrů betonu ze štípacích testů
Lipowczan, Martin ; Šomodíková, Martina ; Lehký, David
Článek představuje výsledky části výzkumu zaměřeného na vývoj komplexní experimentálně-výpočtové metodiky pro stanovení hodnot lomově-mechanických parametrů betonu nezávisle na velikosti a geometrii vzorku. K tomuto účelu byly provedeny laboratorní zkoušky štípání klínem na vzorcích třech různých velikostí se dvěma rozdílnými hloubkami zářezů. Na základě experimentálně získaných odezev zkušebních vzorků byla provedena identifikace lomově-mechanických parametrů všech vzorků pomocí inverzní analýzy. Získané parametry byly použity při numerické simulaci zkoušek a analyzovány z hlediska jejich závislosti na velikosti počátečního neporušeného ligamentu.
|
|
|
Napjatostní aspekty kvazikřehkého lomu
Sobek, Jakub ; Němeček,, Jiří (oponent) ; Keršner, Zbyněk (oponent) ; Klusák,, Jan (oponent) ; Veselý, Václav (vedoucí práce)
Předkládaná disertační práce se zaměřuje, jak již samotný název napovídá, na analýzu napjatostních aspektů kvazikřehkého lomu. To jest lomu kompozitních materiálů s cementovou matricí (jako je beton, malta, omítky apod.), keramiky a dalších kompozitů. V práci použité metody vycházejí z teorie víceparametrové lineární elastické lomové mechaniky, která vyzdvihuje důležitost zahrnutí více členů tzv. Williamsovy řady, aproximující pole napětí a posunů v tělese s trhlinou, do prováděných lomových analýz. K určování hodnot koeficientů členů této řady, jejíž přepočtené tvarové funkce figurují ve většině provedených napjatostních analýz, je zde používána tzv. přeurčitá metoda. Dalším prostředkem řešení je nelineární lomová mechanika, zastoupená zejména modelem kohezivní trhliny, respektive modelem pásu trhlin implementovaném v sw. ATENA. K zpětné rekonstrukci napjatosti v tělesech s trhlinou slouží aplikace ReFraPro. Analytická část práce se zabývá různými aspekty lomové zkoušky štípáním klínem – od okrajových podmínek, přes různé možnosti uzlových výběrů (potřebné jako vstupní veličiny pro přeurčitou metodu) až k speciální (pokročilé) zautomatizované analýze numerického modelu. Zvláštní kapitolu tvoří atypické zkušební konfigurace, vyvinuté pro nastavení různé hladiny stísnění napětí a deformace za čelem šířící se trhliny. Jejich studie i detailní analýzy rozkrývají velké množství užitečných informací využitelných pro reálné experimenty. Zpětná rekonstrukce pole napětí osvětluje vhodnost výběru uzlových konfigurací jako vstupů pro proceduru k určení aproximace polí u čela trhliny a poukazuje na otázku nutnosti použití víceparametrové lineární elastické lomové mechaniky pro určité lomové analýzy těles z kvazikřehkých materiálů. Práce je na závěr doplněna analýzou lomové zkoušky excentrickým tahem na tělesech s modifikovanými okrajovými podmínkami.
|
|
|
INFLUENCE OF BOUNDARY CONDITIONS ON HIGHER ORDER TERMS OF NEAR-CRACK-TIP STRESS FIELD IN A WST SPECIMEN
Veselý, V. ; Šestáková, L. ; Seitl, Stanislav
A precise description of the stress and deformation fields in a cracked body is provided using multi-parameter fracture mechanics based on the approximation of the fields by means of the Williams' power series. This paper presents a detailed analysis of the stress field in a wedge-splitting test geometry specimen aimed at the calculation of coefficients of the higher order terms (up to 14) of the Williams' expansion. The numerical study is conducted with the use of a conventional finite element package; however, for processing of the results an over-deterministic method is employed. Special attention is paid to the influence of boundary conditions of the test geometry on the values of the coefficients of the higher order terms of the Williams' series. The results are compared to data from the literature; a strong effect of the boundary conditions is observed.
|
|
|
Fracture Analysis of Cube- and Cylinder-shaped WST Specimens Made of Cementitious Composites with Various Characteristic Length
Řoutil, L. ; Veselý, V. ; Seitl, Stanislav
The paper is focused on finding reasonable proportions for both cube-shaped and cylinder-shaped silicate-based composite specimens subjected to wedge-splitting tests. The analysis is conducted using finite element method code with an implemented cohesive crack model. The aspect of the material's brittleness, related to the heterogeneity of the material and described by what is termed as the characteristic length of quasi-brittle material, is accented. The results yield some recommendations for the determination of parameters of nonlinear fracture models for cementitious composites by means of wedge splitting tests of laboratory specimens of the two standard shapes.
|
|
|
Analýza napjatosti a porušení ve zkušebních tělesech používaných pro určování lomově-mechanických parametrů kvazikřehkých materiálů
Holušová, Táňa ; Seitl,, Stanislav (oponent) ; Veselý, Václav (vedoucí práce)
Práce se zabývá testem pro určování lomově-mechanických parametrů kvazikřehkých materiálů, zejména betonu. Zkoumanou zkouškou je tzv. wedge-splitting test, jehož český ekvivalent může znít jako zkouška štípáním klínem. Pro tuto zkoušku je možné použít tělesa různých tvarů se zářezy; tato práce se však výhradně zaměřuje na těleso ve tvaru válce o průměru 150 mm a tloušťce 100 mm. Zkouška je prováděna virtuálně pomocí MKP softwaru Atena 2D. Je sledován průběh porušení tělesa během zatěžování pro různé délky zářezu. Kvantifikuje se množství energie vynaložené na rozvinutí porušení mimo zkoušený průřez oslabený zářezem. Je vyšetřována i velikost lomové procesní zóny v závislosti na relativní délce zářezu. Popsaná analýza se provádí pro více materiálových sad, které se liší kohezivními vlastnostmi vyjádřenými skrze tzv. charakteristickou délku kvazikřehkého materiálu. Hledají se vhodné proporce tělesa tak, aby při provádění zkoušek nedocházelo ke vzniku porušování, a tedy i disipace energie, mimo oblast ligamentu tělesa, čímž se zpřesní odhad lomově-mechanických parametrů zkoušeného materiálu.
|
|
|
Numerical prediction of parasitic energy dissipation in wedge splitting tests on concrete specimens
Veselý, V. ; Holušová, Táňa ; Seitl, Stanislav
Undesirable energy dissipation taking place during wedge-splitting tests on cementitious composites and resulting in overestimation of the values of the determined fracture-mechanical characteristics of the tested materials is investigated in this paper via numerical simulations performed using a commercial finite element method tool with an implemented cohesive crack model. The rather broad range of cohesive behaviour of the studied materials was simulated through adjustments made to the corresponding characteristic length of the composite. The parasitic amount of energy is dissipated in fracture processes around the corners of the groove for the insertion of the loading platens, as these corners introduce rather strong stress concentrators to the specimen. This amount was extracted from simulated load-displacement curves and it was discovered that the amount considerably depends on the specimen proportions but its dependence on the level of material brittleness is not so significant.
|
|
| |
host ::
RSS.