|
|
Evaluation of Fracture Mechanical Parameters for Bi-Piezo-Material Notch
Hrstka, Miroslav ; Materna, Aleš (referee) ; Náhlík, Luboš (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
Předkládaná dizertační práce se zabývá stanovením hlavních členů Williamsova asymptotického rozvoje popisujícího rovinné elektro-elastické pole v okolí piezoelektrických bi-materiálových vrubů a trhlin na rozhraní za použití rozšířeného Lechnického-Eshelbyho-Strohova formalismu v návaznosti na čistě anizotropní pružnost. Je ukázáno, že rozšířený Lechnického-Eshelbyho-Strohův formalismus představuje spolu s moderními programovacími koncepty v jazyku Python efektivní a také praktický nástroj pro lomovou analýzu piezoelektrických bi-materiálů. Teoretická část práce popisuje aspekty anizotropní pružnosti a její návaznost na piezoelektrické materiály. Základní rovnice zaměřené na speciální typy monoklinických materiálů, které umožňují oddělení rovinného a anti-rovinného problému, jsou vyjádřeny pomocí komplexních potenciálů. V praktické části práce je sestaven problém vlastního hodnot pro bi-materiálový vrub, na jehož základě jsou stanoveny exponenty singularity a pomocí dvoustavového -integrálu také zobecněné faktory intenzity napětí. Veškeré vztahy a numerické procedury jsou následně rozšířeny na problém piezoelektrických bi-materiálových vrubů a podrobně prozkoumány v uvedených příkladech. Zvláštní pozornost je věnována přechodu asymptotického řešení téměř zavřených vrubů a trhlin na rozhraní. Vliv směru polarizace na asymptotické řešení je také zkoumán. Přesnost stanovení zobecněných faktorů intenzity napětí je testována srovnáním asymptotického řešení a řešení získaného pomocí metody konečných prvků s velmi jemnou sítí konečných prvků. Na závěr je formalismus modifikován pro nepiezoelektrické materiály.
|
|
|
Problem of the crack terminating at the bimaterial interface
Svoboda, Miroslav ; Ševeček, Oldřich (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
The objective of this diploma thesis is the stress-strain analysis of the crack terminating at the orthotropic bi-material interface suggested as the plane problem of the linear fracture mechanics. The first part is engaged in basic relations of the linear fracture mechanics. The second part is focused on the singularity exponent evaluation for the crack impinging and generally inclined with respect to the bi-material interface. It follows the determination of the generalized stress intensity factors applying the analytical-numerical approach represented by the finite element analysis. The last part of this work is focused on the testing of algorithms applied to the specific crack and bi-material interface configurations. A conclusion discusses the influence of the bi-material mechanical properties and the angel of the crack inclination to the obtained numerical results.
|
|
|
Evaluation of Fracture Mechanical Parameters for Bi-Piezo-Material Notch
Hrstka, Miroslav ; Materna, Aleš (referee) ; Náhlík, Luboš (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
Předkládaná dizertační práce se zabývá stanovením hlavních členů Williamsova asymptotického rozvoje popisujícího rovinné elektro-elastické pole v okolí piezoelektrických bi-materiálových vrubů a trhlin na rozhraní za použití rozšířeného Lechnického-Eshelbyho-Strohova formalismu v návaznosti na čistě anizotropní pružnost. Je ukázáno, že rozšířený Lechnického-Eshelbyho-Strohův formalismus představuje spolu s moderními programovacími koncepty v jazyku Python efektivní a také praktický nástroj pro lomovou analýzu piezoelektrických bi-materiálů. Teoretická část práce popisuje aspekty anizotropní pružnosti a její návaznost na piezoelektrické materiály. Základní rovnice zaměřené na speciální typy monoklinických materiálů, které umožňují oddělení rovinného a anti-rovinného problému, jsou vyjádřeny pomocí komplexních potenciálů. V praktické části práce je sestaven problém vlastního hodnot pro bi-materiálový vrub, na jehož základě jsou stanoveny exponenty singularity a pomocí dvoustavového -integrálu také zobecněné faktory intenzity napětí. Veškeré vztahy a numerické procedury jsou následně rozšířeny na problém piezoelektrických bi-materiálových vrubů a podrobně prozkoumány v uvedených příkladech. Zvláštní pozornost je věnována přechodu asymptotického řešení téměř zavřených vrubů a trhlin na rozhraní. Vliv směru polarizace na asymptotické řešení je také zkoumán. Přesnost stanovení zobecněných faktorů intenzity napětí je testována srovnáním asymptotického řešení a řešení získaného pomocí metody konečných prvků s velmi jemnou sítí konečných prvků. Na závěr je formalismus modifikován pro nepiezoelektrické materiály.
|
|
|
Problem of the crack terminating at the bimaterial interface
Svoboda, Miroslav ; Ševeček, Oldřich (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
The objective of this diploma thesis is the stress-strain analysis of the crack terminating at the orthotropic bi-material interface suggested as the plane problem of the linear fracture mechanics. The first part is engaged in basic relations of the linear fracture mechanics. The second part is focused on the singularity exponent evaluation for the crack impinging and generally inclined with respect to the bi-material interface. It follows the determination of the generalized stress intensity factors applying the analytical-numerical approach represented by the finite element analysis. The last part of this work is focused on the testing of algorithms applied to the specific crack and bi-material interface configurations. A conclusion discusses the influence of the bi-material mechanical properties and the angel of the crack inclination to the obtained numerical results.
|
guest ::
