|
|
Solution of General Stress Concentrators in Anisotropic Media by Combination of FEM and the Complex Potential Theory
Ševeček, Oldřich ; Kotoul, Michal (advisor)
Disertační práce se věnuje problematice obecných koncentrátorů napětí v anisotropních prostředích. Zejména se jedná o problém trhlin končících na rozhraní dvou různých materiálů, či problém obecného více-materiálového klínu. Cílem práce je vytvořit komplexní nástroj pro posuzování obecných koncetrátorů napětí tj, popis pole napětí v jeho okolí, zahrnutí případného vlivu přemostění trhliny do výsledného pole napětí a definici lomových kritérií pro obecný koncentrátor v anisotropním prostředí. U popisu pole napětí je využit tzv. Lechnického-Strohův formalismus a technika spojitě rozložených dislokací využívající teorii komplexních potenciálů. V práci je rovněž široce uplatněn tzv. dvoustavový "psí"-integrál (pro výpočet různých součinitelů asymptotického rozvoje pro napětí), založený na Bettiho recipročním teorému v kombinaci s metodou konečných prvků. Pro formulaci lomových kritérií je použita teorie tzv. „konečné lomové mechaniky“ a teorie sdružených asymptotických rozvojů. Studován je především vztah mezi ohybem trhliny podél rozhraní a její případnou pentrací do základního materiálu. Veškeré potřebné výpočty jsou prováděny v matematických softwarech MAPLE 10.0, MATLAB 7.1 a konečnoprvkovém systému ANSYS 10.0.
|
|
|
Numerical support for wedge splitting test on non-traditional geometry
Juhászová, Tereza ; Malíková, Lucie (referee) ; Seitl, Stanislav (advisor)
Bachelor thesis is focused on numerical support of wedge splitting test with non-traditional geometry. Numerical analysis takes place in program Ansys, defining behavior of models with modified entry parameters. Attention is focused on values of parameters characteristic for fracture mechanics; stress intensity factor and T-stress and functions describing their relationship to length of crack, evaluation of which is graphically illustrated.
|
|
|
Bend specimens: Numerical support in software ANSYS
Viszlay, Viliam ; Šimonová, Hana (referee) ; Seitl, Stanislav (advisor)
The aim of the thesis is the investigation of fracture-mechanics parameters on specimens made of quasi-brittle materials. The principles of two-parameter fracture mechanics are used. Couple of numerical simulations were done and their outputs are used for two main analysed specimen geometries. For simulations the finite element method software ANSYS is used. In the first part, the thesis focuses on bended specimens. The influence of different geometric parameters on fracture mechanics behaviour of cracked specimen is investigated. For model calibration the outputs of other authors are used. In the second part the specimens for modified compact-tension test (CT test) are analysed. Similar to the first part, the influence of geometric parameters of the specimen (in this case, the specimen size) on fracture mechanics parameters were investigated. The modified CT test was derived from CT test which is commonly used for metal materials testing as the suitable geometry for cement-based composite materials testing. The outputs of both parts are calibration polynomials, which are expressions obtained for different specimen geometries, giving the value of fracture mechanics parameter as the function of specimen geometry. As the example, calibration curves are used to obtain fracture toughness of tested material using the outputs from recent experiment.
|
|
|
Computational modelling of strain and stress in spur gearing using FEM
Ševčík, Martin ; Maňas, Pavel (referee) ; Vrbka, Martin (advisor)
This diploma thesis deals with computation modeling of spur gearing using FEM. The methodology of checking calculation was suggested for gears which are not possible to check only by using standard ČSN 01 4686. The analysis of influence of vicinity of stress concentration on stress distribution in tooth root was performed. It is possibility to use the gears with thinner rim than the standard ČSN 01 4686 recommends. The main part of this work is devoted to fatigue crack propagation study in gears with thin rim. Aiding T-stress the influence of constraint and stress multiaxiality on crack propagation was taking into account. The predicted fatigue crack propagation paths were compared with certain experimental data. It is demonstrated that the considering of influence of constraint improves estimation of consequent crack propagation direction and in some cases the influence of constraint can significantly change the estimated crack propagation path.
|
|
|
Numerical support for analysis of the fatigue behavior of cement based composites
Viszlay, Viliam ; Keršner, Zbyněk (referee) ; Seitl, Stanislav (advisor)
This thesis is focused on numerical analysis of fracture mechanics parameters in modified compact tension (CT) test. This CT test appears to be a suitable alternative to classic compact tension test for using for testing of quasi-brittle materials. The classic compact tension test is commonly used for fatigue testing of metallic materials and the geometry of used specimens does not allow using this test for quasi-brittle materials like cement based composites. The modified version of this test with cylindrical shape of the specimen allows us to test fatigue behaviour of quasi-brittle materials. In this thesis the influence of the modification of classic CT test on fracture mechanic parameters are determinated. In the next step, the influence of the position of steel bars (the position of loading force) on fracture mechanic parameters are evaluated. Obtained values are presented in graphs and calibration polynomials for each geometry are proposed.
|
|
|
MULTI-PARAMETER MTS AND SED CRITERION APPLIED ON A CRACK IN AN ALKALI-ACTIVATED CONCRETE SPECIMEN UNDER MIXED-MODE LOADING
Malíková, Lucie ; Miarka, Petr ; Simonová, H.
The paper is devoted to an analysis of a crack propagation in a semi-circular concrete specimen under three-point bending. I+II mixed-mode loading is ensured via an inclined crack. Crack deflection angle is investigated by means of the generalized/multi-parameter form of the Maximum Tangential Stress (MTS) criterion and Strain Energy Density (SED) criterion as well as experimentally. The multi-parameter fracture mechanics concept applied in this work is based on the approximation of the crack-tip stress field by means of the Williams series expansion (WE). It has been proved that this approach can help to describe crack behavior in some kinds of materials better than the classical (one-parameter: stress intensity factor) fracture mechanics. This conclusion is discussed also in this paper.
|
|
|
Numerical support for wedge splitting test on non-traditional geometry
Juhászová, Tereza ; Malíková, Lucie (referee) ; Seitl, Stanislav (advisor)
Bachelor thesis is focused on numerical support of wedge splitting test with non-traditional geometry. Numerical analysis takes place in program Ansys, defining behavior of models with modified entry parameters. Attention is focused on values of parameters characteristic for fracture mechanics; stress intensity factor and T-stress and functions describing their relationship to length of crack, evaluation of which is graphically illustrated.
|
|
|
Bend specimens: Numerical support in software ANSYS
Viszlay, Viliam ; Šimonová, Hana (referee) ; Seitl, Stanislav (advisor)
The aim of the thesis is the investigation of fracture-mechanics parameters on specimens made of quasi-brittle materials. The principles of two-parameter fracture mechanics are used. Couple of numerical simulations were done and their outputs are used for two main analysed specimen geometries. For simulations the finite element method software ANSYS is used. In the first part, the thesis focuses on bended specimens. The influence of different geometric parameters on fracture mechanics behaviour of cracked specimen is investigated. For model calibration the outputs of other authors are used. In the second part the specimens for modified compact-tension test (CT test) are analysed. Similar to the first part, the influence of geometric parameters of the specimen (in this case, the specimen size) on fracture mechanics parameters were investigated. The modified CT test was derived from CT test which is commonly used for metal materials testing as the suitable geometry for cement-based composite materials testing. The outputs of both parts are calibration polynomials, which are expressions obtained for different specimen geometries, giving the value of fracture mechanics parameter as the function of specimen geometry. As the example, calibration curves are used to obtain fracture toughness of tested material using the outputs from recent experiment.
|
|
|
Solution of General Stress Concentrators in Anisotropic Media by Combination of FEM and the Complex Potential Theory
Ševeček, Oldřich ; Kotoul, Michal (advisor)
Disertační práce se věnuje problematice obecných koncentrátorů napětí v anisotropních prostředích. Zejména se jedná o problém trhlin končících na rozhraní dvou různých materiálů, či problém obecného více-materiálového klínu. Cílem práce je vytvořit komplexní nástroj pro posuzování obecných koncetrátorů napětí tj, popis pole napětí v jeho okolí, zahrnutí případného vlivu přemostění trhliny do výsledného pole napětí a definici lomových kritérií pro obecný koncentrátor v anisotropním prostředí. U popisu pole napětí je využit tzv. Lechnického-Strohův formalismus a technika spojitě rozložených dislokací využívající teorii komplexních potenciálů. V práci je rovněž široce uplatněn tzv. dvoustavový "psí"-integrál (pro výpočet různých součinitelů asymptotického rozvoje pro napětí), založený na Bettiho recipročním teorému v kombinaci s metodou konečných prvků. Pro formulaci lomových kritérií je použita teorie tzv. „konečné lomové mechaniky“ a teorie sdružených asymptotických rozvojů. Studován je především vztah mezi ohybem trhliny podél rozhraní a její případnou pentrací do základního materiálu. Veškeré potřebné výpočty jsou prováděny v matematických softwarech MAPLE 10.0, MATLAB 7.1 a konečnoprvkovém systému ANSYS 10.0.
|
|
|
Solution of General Stress Concentrators in Anisotropic Media by Combination of FEM and the Complex Potential Theory
Ševeček, Oldřich ; Knésl, Zdeněk (referee) ; Náhlík, Luboš (referee) ; Kotoul, Michal (advisor)
Disertační práce se věnuje problematice obecných koncentrátorů napětí v anisotropních prostředích. Zejména se jedná o problém trhlin končících na rozhraní dvou různých materiálů, či problém obecného více-materiálového klínu. Cílem práce je vytvořit komplexní nástroj pro posuzování obecných koncetrátorů napětí tj, popis pole napětí v jeho okolí, zahrnutí případného vlivu přemostění trhliny do výsledného pole napětí a definici lomových kritérií pro obecný koncentrátor v anisotropním prostředí. U popisu pole napětí je využit tzv. Lechnického-Strohův formalismus a technika spojitě rozložených dislokací využívající teorii komplexních potenciálů. V práci je rovněž široce uplatněn tzv. dvoustavový "psí"-integrál (pro výpočet různých součinitelů asymptotického rozvoje pro napětí), založený na Bettiho recipročním teorému v kombinaci s metodou konečných prvků. Pro formulaci lomových kritérií je použita teorie tzv. „konečné lomové mechaniky“ a teorie sdružených asymptotických rozvojů. Studován je především vztah mezi ohybem trhliny podél rozhraní a její případnou pentrací do základního materiálu. Veškeré potřebné výpočty jsou prováděny v matematických softwarech MAPLE 10.0, MATLAB 7.1 a konečnoprvkovém systému ANSYS 10.0.
|
guest ::
