|
|
Parameter Identification for Elastic-plastic Material Models from Experimental Data
Jeník, Ivan ; Šebek, František (referee) ; Kubík, Petr (advisor)
This master's thesis deals with the identification of the material flow curve from record of tensile test of smooth cylindrical specimen. First, necessary theory background is presented. Basic terms of incremental theory of plasticity, tensile test procedure and processing its outputs are described. Furthermore, possibilities of mathematical expression of the elastic-plastic material constitutive law, thus mathematical expression of the material flow curve itself. Mechanism of ductile damage of material is explained briefly as well. Overview of recent methods of the flow curve identification is given, focused on cases, when the stress distribution in a specimen is not uniaxial. That is either kind of analytic correction of basic formulas derived for uniaxial stress state, or application of mathematical optimization techniques combined with numerical simulation of the tensile test. Also unusual method of neural network is mentioned. For 8 given materials, the flow curve identification was performed using different methods. Namely by analytic correction, optimization, sequential identification and neural network. Algorithms of the last two methods were modified. Based on assessment of obtained results, application field and adjusting the parameters of single algorithms was recommended. It showed up, that an effective way to the accurate and credible results is the combination of different methods during flow curve identification procedure.
|
|
|
Possibilities of the description of stress-strain curves for computational simulations
Košťál, Josef ; Halabuk, Dávid (referee) ; Šebek, František (advisor)
Tato bakalářská práce se zabývala problematikou určování křivky zpevnění (taktéž „flow curve“) z experimentálně změřených výstupů tahové zkoušky a regresí této zjištěné křivky nelineárními vztahy. Byl prezentován teoretický základ zkoušky tahem a jejího výstupu a také byly popsány rozdíly mezi smluvním a skutečným napětím a přetvořením. Dále byla zmíněna analytická korekční metoda (Mirone-La Rosa) pro odhadnutí trendu křivky zpevnění. Tato metoda využívá standardních výstupů tahové zkoušky. Dále byly vypsány elasto-plastické po částech spojité materiálové modely, a navíc byly vybrány a detailněji rozebrány 4 nelineární vztahy pro popis křivky – Hollomon, Ludwik, Swift a Voce. Následně byla použita metoda konečných prvků pro určení a zkalibrování křivky zpevnění oceli 18CrNiMo7-6, změřené tahovou zkouškou. Pouze standardní výstup tahové zkoušky byl potřeba pro kalibraci. Křivka zpevnění byla zkalibrována iterační výpočtovou metodou na základě srovnání reakční síly ze simulace se silou z experimentu. Nakonec bylo vytvořeno uživatelské prostředí pro nalezení nejlepší regrese ze čtyř vybraných nelineárních vztahů.
|
|
|
Rheology of Inorganic Materials in Technology
Wirthová, Michaela ; Živica,, Vladimír (referee) ; Palou, Martin (referee) ; Havlica, Jaromír (advisor)
Disertační práce se zabývá studiem reologického chování materiálů na bázi cementu. Úvodní část obsahuje teoretické poznatky týkající se reologie a zkoumaných materiálů (cement, samozhutnitelný beton, superplastifikátory). Poté následuje detailní popis reologických vlastností čerstvých cementových materiálů. Kromě toho je dále uvedena hydratace cementu, kalorimetrie, Vicatův test, rentgenová difrakční analýza a elektronová mikroskopie. Experimentální část práce je rozdělena do dvou částí. První část se zabývá základní charakterizací, reologickým měřením a studiem statické meze toku směsí samozhutnitelných betonů a jejich matric. Druhá část se týká cementových past, které byly podrobeny testování pomocí reometru, Vicatova přístroje, isoperibolického a modulárního kalorimetru, rentgenového difraktometru a elektronového mikroskopu.
|
|
|
Computational Prediction of Ductile Fracture
Hůlka, Jiří ; Španiel, Miroslav (referee) ; Žmindák,, Milan (referee) ; Petruška, Jindřich (advisor)
The issue of ductile damage prediction can be generally divided in two types of tasks. The first one is to preventing the initiation of ductile damage with is most common group of calculation today. The second task can be described as aimed damaging, such as machining, cutting, etc. The significant development of this issue occurred in recent decades by help of development and access to powerful computational techniques and new experimental possibilities. However, the behaviour of ductile damage at multiaxial proportional and non-proportional loading is insufficiently described. This thesis helped to clarify some of the unknown this topic. It contributed to the understanding of selected materials behaviour at room temperature and quasistatic loading. Austenitic stainless steel AISI 316L was selected for detail study of ductile damage. A large number of experiments were performed on this material, such as uniaxial tensile tests of smooth and notched specimens, upsetting tests of smooth cylinder and special cylinder with dimple, butterfly specimens, notched tube specimens and penetration tests. Experimental results is used for calibration of five so-called simple criteria, taking into account fracture strain and stress triaxiality (Equivalent fracture strain, Johnson-Cook, simplify Bao-Wierzbicki, RT, RTCL) and universal criteria (Bai-Wierzbicki, Xue-Wierzbicki, EMC, LOU, KHPS). SPT potentially enable the determination of actual mechanical behaviour using only a fraction of specimen volume compared to standard specimen. It is promising tool to improve accuracy when assessing working life of components in operation. The inverse numerical simulation loop of SPT was designed using program OptiSLang on the basis of detailed sensitivity analysis. It was achieved 2% deviation of yield strength and 6% deviation of ultimate strength obtained from tensile tests. A several modification of SPT specimen was suggested for universal criteria calibration of small material volume. The 3D numerical model was built for numerical simulation with ductile damage simulation. The criteria KHPS and EMC gave the most accurate results.
|
|
|
Possibilities of the description of stress-strain curves for computational simulations
Košťál, Josef ; Halabuk, Dávid (referee) ; Šebek, František (advisor)
Tato bakalářská práce se zabývala problematikou určování křivky zpevnění (taktéž „flow curve“) z experimentálně změřených výstupů tahové zkoušky a regresí této zjištěné křivky nelineárními vztahy. Byl prezentován teoretický základ zkoušky tahem a jejího výstupu a také byly popsány rozdíly mezi smluvním a skutečným napětím a přetvořením. Dále byla zmíněna analytická korekční metoda (Mirone-La Rosa) pro odhadnutí trendu křivky zpevnění. Tato metoda využívá standardních výstupů tahové zkoušky. Dále byly vypsány elasto-plastické po částech spojité materiálové modely, a navíc byly vybrány a detailněji rozebrány 4 nelineární vztahy pro popis křivky – Hollomon, Ludwik, Swift a Voce. Následně byla použita metoda konečných prvků pro určení a zkalibrování křivky zpevnění oceli 18CrNiMo7-6, změřené tahovou zkouškou. Pouze standardní výstup tahové zkoušky byl potřeba pro kalibraci. Křivka zpevnění byla zkalibrována iterační výpočtovou metodou na základě srovnání reakční síly ze simulace se silou z experimentu. Nakonec bylo vytvořeno uživatelské prostředí pro nalezení nejlepší regrese ze čtyř vybraných nelineárních vztahů.
|
|
|
Modelling of non-monotonous course of shear viscosity
Filip, Petr
A number of parameters appearing in the 'classical' empirical constitutive equations usually oscillate between two and five. With the onset of new rheologically more complex materials exhibiting non-monotonous behaviour of flow curves this range (2-5) is no longer tenable and more additional parameters are required for a proper description of the flow curves. An 8-parameter model is presented and testified.
|
|
|
Rheological properties of White Soft Paraffin
Hánová, Anna ; Šnejdrová, Eva (advisor) ; Šiška, Bedřich (referee)
CHARLES UNIVERSITY IN PRAGUE Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmaceutical technology Name of the student: Anna Hánová Title of diploma thesis: Rheological properties of White Soft Paraffin Consultant: PharmDr. Eva Šnejdrová, Ph.D. This diploma thesis deals with the evaluation of consistency and rheological properties of the Soft Paraffin after viscosity modification by either Liquid or Solid Paraffin. The theoretical part focuses the characteristics and application of the hydrocarbon excipients, their use in pharmacy and comparison with other substances, rheological properties of semisolids and their consistency. Consistency by penetrometry according the Czech Pharmacopoeia 2009 and rheological properties using Kinexus rheometer were measured. Consistency of Soft Paraffin was significantly influenced with 5 % of Liquid Paraffin and 10 % of Solid Paraffin. The result of consistency assessment is significantly influenced by the method of the samples preparation. Rheograms and viscosity curves was constructed. Plastic systems were described in detail by the parameters of power law model and yield stress value. The addition of 5 % of Liquid Paraffin to the Soft White Paraffin caused the decrease of the coefficient of consistency and the flow index. A further addition of Liquid...
|
|
|
Computational Prediction of Ductile Fracture
Hůlka, Jiří ; Španiel, Miroslav (referee) ; Žmindák,, Milan (referee) ; Petruška, Jindřich (advisor)
The issue of ductile damage prediction can be generally divided in two types of tasks. The first one is to preventing the initiation of ductile damage with is most common group of calculation today. The second task can be described as aimed damaging, such as machining, cutting, etc. The significant development of this issue occurred in recent decades by help of development and access to powerful computational techniques and new experimental possibilities. However, the behaviour of ductile damage at multiaxial proportional and non-proportional loading is insufficiently described. This thesis helped to clarify some of the unknown this topic. It contributed to the understanding of selected materials behaviour at room temperature and quasistatic loading. Austenitic stainless steel AISI 316L was selected for detail study of ductile damage. A large number of experiments were performed on this material, such as uniaxial tensile tests of smooth and notched specimens, upsetting tests of smooth cylinder and special cylinder with dimple, butterfly specimens, notched tube specimens and penetration tests. Experimental results is used for calibration of five so-called simple criteria, taking into account fracture strain and stress triaxiality (Equivalent fracture strain, Johnson-Cook, simplify Bao-Wierzbicki, RT, RTCL) and universal criteria (Bai-Wierzbicki, Xue-Wierzbicki, EMC, LOU, KHPS). SPT potentially enable the determination of actual mechanical behaviour using only a fraction of specimen volume compared to standard specimen. It is promising tool to improve accuracy when assessing working life of components in operation. The inverse numerical simulation loop of SPT was designed using program OptiSLang on the basis of detailed sensitivity analysis. It was achieved 2% deviation of yield strength and 6% deviation of ultimate strength obtained from tensile tests. A several modification of SPT specimen was suggested for universal criteria calibration of small material volume. The 3D numerical model was built for numerical simulation with ductile damage simulation. The criteria KHPS and EMC gave the most accurate results.
|
|
|
Rheology of Inorganic Materials in Technology
Wirthová, Michaela ; Živica,, Vladimír (referee) ; Palou, Martin (referee) ; Havlica, Jaromír (advisor)
Disertační práce se zabývá studiem reologického chování materiálů na bázi cementu. Úvodní část obsahuje teoretické poznatky týkající se reologie a zkoumaných materiálů (cement, samozhutnitelný beton, superplastifikátory). Poté následuje detailní popis reologických vlastností čerstvých cementových materiálů. Kromě toho je dále uvedena hydratace cementu, kalorimetrie, Vicatův test, rentgenová difrakční analýza a elektronová mikroskopie. Experimentální část práce je rozdělena do dvou částí. První část se zabývá základní charakterizací, reologickým měřením a studiem statické meze toku směsí samozhutnitelných betonů a jejich matric. Druhá část se týká cementových past, které byly podrobeny testování pomocí reometru, Vicatova přístroje, isoperibolického a modulárního kalorimetru, rentgenového difraktometru a elektronového mikroskopu.
|
|
|
Parameter Identification for Elastic-plastic Material Models from Experimental Data
Jeník, Ivan ; Šebek, František (referee) ; Kubík, Petr (advisor)
This master's thesis deals with the identification of the material flow curve from record of tensile test of smooth cylindrical specimen. First, necessary theory background is presented. Basic terms of incremental theory of plasticity, tensile test procedure and processing its outputs are described. Furthermore, possibilities of mathematical expression of the elastic-plastic material constitutive law, thus mathematical expression of the material flow curve itself. Mechanism of ductile damage of material is explained briefly as well. Overview of recent methods of the flow curve identification is given, focused on cases, when the stress distribution in a specimen is not uniaxial. That is either kind of analytic correction of basic formulas derived for uniaxial stress state, or application of mathematical optimization techniques combined with numerical simulation of the tensile test. Also unusual method of neural network is mentioned. For 8 given materials, the flow curve identification was performed using different methods. Namely by analytic correction, optimization, sequential identification and neural network. Algorithms of the last two methods were modified. Based on assessment of obtained results, application field and adjusting the parameters of single algorithms was recommended. It showed up, that an effective way to the accurate and credible results is the combination of different methods during flow curve identification procedure.
|
guest ::
