|
|
Role of Plasticity in Nitinol Fatigue
Shayanfard, Pejman ; Seiner,, Hanuš (oponent) ; Dlouhý, Antonín (oponent) ; Šandera, Pavel (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with the analysis of the role of stress risers in NiTi elements on the local cyclic evolutions of martensitic transformation, plastic deformations, and mechanical gradients at the stress risers, under both iso-thermal cyclic loading in the superelastic regime and thermal cycling under external load in actuator regime. The methodology of investigation includes both experimental measurements and finite element simulations of notched thin NiTi superelastic/shape-memory ribbons. In the experimental part of the work, the DIC method is used to capture the spatial evolutions of strain gradients around the notch, and the X-ray microdiffraction is used to analyze the local strain fields around the notch and the plasticity induced remnant martensite at the notch-tip. Besides, the finite element results help assess the corresponding evolutions of stresses and strains, martensitic transformation, and the partitioning of total strains into elastic, plastic and residual strains around the notch. In addition, the thesis includes numerical analysis investigating the effect of the design of self-expanding NiTi stents on local cyclic evolution of martensitic transformation and its relation to fatigue performance.
|
|
|
Studium funkčních vlastností tenkých vláken NiTi pro aplikace v smart strukturách a textiliích
Pilch, Jan ; Dlouhý, Antonín (oponent) ; Heczko,, Oleg (oponent) ; Pokluda, Jaroslav (vedoucí práce)
Dizertační práce je z oboru technických aplikací kovových slitin s tvarovou pamětí, jejichž jedinečné vlastnosti jsou odvozené od martenzitické fázové transformace. Konkrétně se jedná o vývoj nekonvenční metody konečné termomechanické úpravy funkčních vlastností a tvaru tenkých vláken NiTi Jouleovským ohřevem a s tím spojený základní výzkum zahrnující především termomechanické zkoušky a modelování funkčních vlastností vláken, studium martenzitických fázových transformací a deformačních procesů ve slitině NiTi a studium zotavovacích a rekrystalizační procesů v kovech při velmi rychlém ohřevu ultrakrátkými pulzy řízeného elektrického výkonu. Metoda byla v rámci práce vyvinuta a nazvána FTMT-EC. Ve srovnání s konvenčním ohřevem kovového vlákna v peci, umožňuje přesné řízení nárůstu teploty a tahového napětí v rychle ohřívaném vláknu (rychlosti ohřevu ~50 000 °C/s). Pomocí metody je možné přesně řídit velmi rychlé procesy zotavení a rekrystalizace ve vlákně a přesně nastavit požadovanou mikrostrukturu s velikostí zrna nanometrických rozměrů a od ní odvozené funkční vlastnosti vláken. Byl sestrojen prototyp zařízení pro využití metody ke kontinuální úpravě vlastností vláken SMA elektrickým proudem při převíjení z cívky na cívku. Proti v současnosti využívané konvenční úpravě vláken v odporové peci je tato úprava výrazně rychlejší, efektivnější a umožňuje připravit vlákna se zcela novými vlastnostmi. Na ochranu autorských práv k metodě byla podána mezinárodní patentová přihláška. V současnosti je metoda využívána ve výzkumu funkčních textilních materiálů pro aplikace v medicíně.
|
|
|
Ternary shape memory alloys powder feedstock fabrication by advanced mechanical alloying
Regináč, Jan ; Moravčík, Igor (oponent) ; Čížek, Jan (vedoucí práce)
Powder metallurgy is used as an alternative method for producing Cu-based shape memory alloys. This method provided better results in the composition and grain size than conventional casting method. In the present work, mechanical alloying process is applied to convert the elemental powder mixtures of Cu-Al-Ni into pre-alloyed powders. The aim of this work was to find the optimal parameters to fabricate the most suitable powder feedstock intended for subsequent processing. SEM, EDX and X-ray Diffraction analysis have been used to characterize the effect of changing parameters on the obtained structure and possible formation of new phases. It was shown that high-energy milling is a suitable method for production of such pre-alloyed powders. Based on the results, it was found that a Cu-based solid solution was formed, independent on changing of parameters. The results further revealed that the high energy input in form of revolutions and long milling times, could cause a formation of amorphous phases.
|
|
|
Pozorování hranic dvojčatění ve slitině Ni-Mn-Ga
Čech, Jan ; Jan, Vít (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá pozorováním hranic dvojčatění v 10M martenzitu slitiny s magnetickou tvarovou pamětí na bázi Ni2MnGa. Teoretická část definuje materiály s tvarovou pamětí, jejich odezvu na mechanické nebo magnetické zatížení, pojem dvojčatění, který s jevem tvarové paměti úzce souvisí, a jednotlivé úrovně dvojčatění. Experimentální část studuje jednotlivé typy hranic dvojčatění na monokrystalu slitiny Ni49,2Mn30,4Ga20,4 pomocí světelné i elektronové mikroskopie. Dále se zabývá detekcí strukturní orientace jednotlivých variant dvojčatění. Pro pozorování pohybu hranic dvojčatění v reálném čase byl navržen a vyroben přípravek, který uchycuje vzorek do světelného mikroskopu. Pomocí deformace tlakem bylo určeno, že k pohybu hranic Typu II dochází přibližně při napětích ~0,2 MPa, zatímco pro uvedení hranic Typu I do pohybu je třeba napětí ~0,6 MPa.
|
|
|
Samonastavitelný výtlačný ventil
Kuruc, Marek ; Maňas, Pavel (oponent) ; Technologies,, Jan Jedlička, Emerson Climate (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá konstrukčním návrhem samonastavitelného výtlačného ventilu pístového kompresoru firmy Emerson. Práce obsahuje rešerši současného stavu poznání, technický rozbor ventilu, výpočty podkladových parametrů. Poté je prezentován konstrukční návrh. Součástí práce je výroba prototypu a jeho provozní otestování, ze kterého jsou vyvozeny závěry pro další vývoj.
|
|
|
Hodnocení homogenity ingotů slitiny Ni-Ti metodou DSC
Kuběnová, Monika ; Zemčík, Ladislav (oponent) ; Dlouhý, Antonín (vedoucí práce)
Sliitny NiTi o blízkém ekviatomárním složení niklu a titianu patří do skupiny materiálů, které vykazují tvarovou paměť. Slitiny NiTi jsou velmi atraktivní funkční materiály a to nejen diky své tvarové paměti s vysokou pevností, houževnatostí, ale i svými unikátními fyzikálními vlastnostmi. Výroba těchto slitin je velmi obtížná. Striktním požadavkem na výrobu těchto slitin je dodržení chemického složení, které spolu s tepleně-mechanickými úpravami výrazně ovlivňují výsledné vlastnosti slitiny. Tato práce je zaměřena na hodnocení homogenity ingotu slitiny NiTi o nominálním složení 50,8 at.% Ni, který byl připraven vakuovým indukčním tavením v Y203 kelímku. Hodnocení homogenity se opírá zajména o metodu DSC. V práci jsou korelovány DSC výsledky s mikrostrukturou slitiny, která byla analyzována metodmami SEM a TEM.
|
|
|
Role of Plasticity in Nitinol Fatigue
Shayanfard, Pejman ; Seiner,, Hanuš (oponent) ; Dlouhý, Antonín (oponent) ; Šandera, Pavel (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with the analysis of the role of stress risers in NiTi elements on the local cyclic evolutions of martensitic transformation, plastic deformations, and mechanical gradients at the stress risers, under both iso-thermal cyclic loading in the superelastic regime and thermal cycling under external load in actuator regime. The methodology of investigation includes both experimental measurements and finite element simulations of notched thin NiTi superelastic/shape-memory ribbons. In the experimental part of the work, the DIC method is used to capture the spatial evolutions of strain gradients around the notch, and the X-ray microdiffraction is used to analyze the local strain fields around the notch and the plasticity induced remnant martensite at the notch-tip. Besides, the finite element results help assess the corresponding evolutions of stresses and strains, martensitic transformation, and the partitioning of total strains into elastic, plastic and residual strains around the notch. In addition, the thesis includes numerical analysis investigating the effect of the design of self-expanding NiTi stents on local cyclic evolution of martensitic transformation and its relation to fatigue performance.
|
|
|
Modeling of phase transformations in shape memory materials
Frost, Miroslav ; Maršík, František (vedoucí práce) ; Rohan, Eduard (oponent) ; Seiner, Hanuš (oponent)
Název práce: Modelování fázových transformací v metriálech s tvarovou pamětí Autor: Miroslav Frost Katedra: Matematický ústav Univerzity Karlovy Vedoucí disertační práce: Prof. Ing. František Maršík, DrSc., Matematický ústav Univerzity Karlovy Abstrakt: Disertační práce představuje nový termomechanický třídimenzionální konstitutivní model slitin s tvarovou pamětí založených na NiTi. Model byl for- mulován v rámci konceptu tzv. zobecněných standardních modelů a vyznačuje se novou formu dissipační funkce, která kombinuje příspěvek fázové transformace mezi austenitem a martenzitem a příspěvek reorientace martenzitu. V modelu jsou také zachyceny jevy spojené s fázovým přechodem mezi austenitem a R- fází, materiálová anizotropie a asymetrie odezvy v tahu a tlaku. Evoluční úloha kvazistatického mechanického zatěžování tělesa z NiTi s předepsaným vývojem teploty byla formulována a analyzována v rámci konceptu tzv. energetických řešení. Minimalizační problém odvozený z časové diskretizace motivoval postup použitý při numerickém řešení problému. Konstitutivní model byl následně im- plementován do konečněprvkového prostředí Abaqus. Bylo provedeno několik numerických simulací, které byly porovnány s...
|
|
|
Pozorování hranic dvojčatění ve slitině Ni-Mn-Ga
Čech, Jan ; Jan, Vít (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá pozorováním hranic dvojčatění v 10M martenzitu slitiny s magnetickou tvarovou pamětí na bázi Ni2MnGa. Teoretická část definuje materiály s tvarovou pamětí, jejich odezvu na mechanické nebo magnetické zatížení, pojem dvojčatění, který s jevem tvarové paměti úzce souvisí, a jednotlivé úrovně dvojčatění. Experimentální část studuje jednotlivé typy hranic dvojčatění na monokrystalu slitiny Ni49,2Mn30,4Ga20,4 pomocí světelné i elektronové mikroskopie. Dále se zabývá detekcí strukturní orientace jednotlivých variant dvojčatění. Pro pozorování pohybu hranic dvojčatění v reálném čase byl navržen a vyroben přípravek, který uchycuje vzorek do světelného mikroskopu. Pomocí deformace tlakem bylo určeno, že k pohybu hranic Typu II dochází přibližně při napětích ~0,2 MPa, zatímco pro uvedení hranic Typu I do pohybu je třeba napětí ~0,6 MPa.
|
|
|
Ternary shape memory alloys powder feedstock fabrication by advanced mechanical alloying
Regináč, Jan ; Moravčík, Igor (oponent) ; Čížek, Jan (vedoucí práce)
Powder metallurgy is used as an alternative method for producing Cu-based shape memory alloys. This method provided better results in the composition and grain size than conventional casting method. In the present work, mechanical alloying process is applied to convert the elemental powder mixtures of Cu-Al-Ni into pre-alloyed powders. The aim of this work was to find the optimal parameters to fabricate the most suitable powder feedstock intended for subsequent processing. SEM, EDX and X-ray Diffraction analysis have been used to characterize the effect of changing parameters on the obtained structure and possible formation of new phases. It was shown that high-energy milling is a suitable method for production of such pre-alloyed powders. Based on the results, it was found that a Cu-based solid solution was formed, independent on changing of parameters. The results further revealed that the high energy input in form of revolutions and long milling times, could cause a formation of amorphous phases.
|
host ::
RSS.