|
|
Influence of surface modifications on fatigue life
Gerec, Matúš ; Kučera, Pavel (referee) ; Vopařil, Jan (advisor)
This bachelor thesis presents the description of surface treatment technologies used on dynamically loaded mechanical parts. It explains the influence of each surface treatment on high–cycle fatigue life. Then the thesis describes the analytical calculation of fatigue limit of real part and approach to design of mechanical part on infinite life.
|
|
|
Fatigue life of crankshaft
Wolf, David ; Kučera, Pavel (referee) ; Vopařil, Jan (advisor)
This thesis is focused on the crankshaft as one of the most dynamically stressed component of internal combustion engines. At the beginning describes in the wider context how is the crankshaft of internal combustion engines strained. Then it considers individual parts of crankshaft, which are affecting its construction in terms of fatigue life. And in the last section describes the different ways to eliminate the damage caused by cyclic loading and modern methods of fatigue life prediction of crankshafts.
|
|
|
The evaluation of the lifetime period of welded frame for hydraulic press machine RONDOPRESS
Čermák, Petr ; Mrňa, Libor (referee) ; Kubíček, Jaroslav (advisor)
Petr Čermák: Service time assessment of the welded frame for the hydraulics of RONDOPRESS press machine The goal of this thesis is to assess durability of the welded frame for the hydraulics of RONDOPRESS press machine, which is used at the bakery sector in the food industry. The press machine chamber is made of stainless steel, because of food (dough) processing. But the strengthened part of the press machine consists of a carbon steel frame with a hydraulic cylinder. For the life of the RONDOPRESS machine is determining the rigidity and durability of the frame. Therefore it is necessary to carry out a study of carbon steel weldability, choose a suitable welding method and then make an evaluation of welded frame construction used in terms of weld joints in analyzed areas. Practical part consists of the frame computer model design, stress calculations and the service time calculation for required 1,825,000 cycles, choosing the appropriate welding method and avoiding undesired deformations. The final output is an operational frame of the RONDOPRESS press machine that meets the required service time specified by the number of production process cycles.
|
|
| |
|
|
Lifetime Prediction of the Welded Ribbed Generator Shaft
Ryšánek, Michal ; Pokorný, Pavel (referee) ; Majer, Zdeněk (advisor)
This master thesis deals primarily with the prediction of fatigue life of welded ribbed shaft. Recommendations taken from the International Institute of Welding (IIW) are used to express the stress values and the fatigue life. The stress values of examined place are expressed by approach of nominal stress, structural hot spot stress and effective notch stress. Results from stress-strain analysis are combined together with fatigue strength curves for prediction of the fatigue life. At the end of the analysis, the predicted fatigue life is compared with design life of welded ribbed shaft.
|
|
|
Fatigue resistance and mechanisms of the fatigue damage in materials for high temperatures
Petráš, Roman ; Kohout,, Jan (referee) ; Weidner, Anja (referee) ; Polák, Jaroslav (advisor)
Superaustenitická korozivzdorná ocel typu 22Cr25NiWCoCu určená pro vysokoteplotní aplikace v energetickém průmyslu byla studována za podmínek nízkocyklové únavy při pokojové a zvýšené teplotě. Jednotlivé vzorky byly podrobeny různým zátěžným procedurám, což umožnilo studium materiálové odezvy spolu s mechanismem poškození. Křivky cyklického zpevnění/změkčení, cyklického napětí a Coffin-Mansonovy křivky byly vyhodnoceny. Únavová životnost materiálu byla diskutována s ohledem na uplatňované mechanismy poškození, které se vyvinuly za specifických zátěžných podmínek. Standardní izotermální únavové experimenty byly provedeny při pokojové a zvýšené teplotě. Hysterezní smyčky zaznamenané během cyklického zatěžování byly analyzovány pomocí zobecněné statistické teorie hysterezní smyčky. Pro různé amplitudy napětí byla určena jak distribuce hustoty pravděpodobnosti interních kritických napětí (dále PDF), tak rovněž zjištěn její vývoj během cyklického namáhání. Zjištěné průběhy PDF byly korelovány s vývojem povrchového reliéfu a vnitřního dislokačního uspořádání zdokumentované pro obě teploty pomocí rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) vybavené technikou fokusovaného iontového svazku (FIB), která umožnila rovněž efektivní studium nukleace povrchových únavových trhlin. Při cyklickém zatížení při pokojové teplotě byla pozorována lokalizace cyklické plastické deformace do perzistentních skluzových pásů (PSP). V místech, kde tyto PSP vystupují na povrch materiálu byly pozorovány perzistentní skluzové stopy (PSS) tvořené extruzemi a intruzemi. Postupné prohlubování intruzí, zejména na čele nejhlubší intruze, vede k iniciaci únavové trhliny. Odlišný mechanismus tvorby trhlin byl zjištěn při únavové zkoušce při zvýšené teplotě, kde zásadní roli hrál vliv prostředí. Rychlá oxidace hranic zrn a jejich následné popraskání představuje dominantní mechanismus v I. stádiu nukleace trhlin. Aplikace desetiminutové prodlevy v tahové části zátěžného cyklu vedlo k vývoji vnitřního (kavitačního) poškozování. Mechanismy vnitřního poškozování byly studovány na podélných řezech rovnoběžných s napěťovou osou zkušebních vzorků. Trhliny a jejich vztah k hranicím zrn a dvojčat byly studovány pomocí difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Vliv prodlevy na únavovou životnost byl korelován s vývojem povrchového reliéfu a vnitřního poškození. Vzorky z uvedené oceli byly rovněž podrobeny zkouškám termomechanické únavy (TMF), při nichž se v čase mění jak zátěžná síla tak i teplota. Termomechanické únavové zkoušky v režimu soufázném (in-phase) a protifázném (out-of-phase) byly provedeny jak s prodlevou, tak i bez ní. Ve všech případech bylo pozorováno rychlé cyklické zpevnění bez ohledu na použitou amplitudu deformace, u vzorků testovaných v out-of-phase režimu byla zjištěna tendence k saturaci. Zkoumáním povrchového reliéfu za pomocí technik SEM a FIB byla odhalena přednostní oxidace hranic zrn a následné praskání těchto hranic kolmo k ose zatížení. Prodlevy v cyklech při maximálním napětí vedly ke zvýšení amplitudy plastické deformace a následně ke creepovému poškození ve formě vnitřních kavit a trhlin. Interkrystalické šíření trhlin bylo pozorováno na vzorcích testovaných v režimu in-phase. Vývoj poškození v režimu out-of-phase nebyl principiálně ovlivněn zařazením prodlevy do zátěžného cyklu. Charakteristickým znakem namáhání v režimu out-of-phase je nukleace několika trhlin v homogenní oxidické vrstvě jdoucích napříč zrny kolmo k ose zatěžování.
|
|
|
Fatigue properties of magnesium alloy AZ31 after corrosion degradation
Horynová, Miroslava ; Lukáč, Pavel (referee) ; Doležal, Pavel (advisor)
The present study is focussed on assessment of cyclic deformation response and fatigue behaviour of bare and precorroded AZ31 magnesium alloys. Corrosion degradation was carried out in a salt spray fog (5% solution of sodium chloride) for 480 and 1000 hrs. Microstructure, mechanical properties, low- and high-cycle fatigue behaviour of experimental material in as-cast condition has been evaluated. Furthermore, the corrosion behaviour of material has been investigated. The fatigue tests have been performed using precorroded specimens to assess influence of corrosion degradation on cyclic deformation response and on low- and high-cycle fatigue behaviour. Influence of local corrosion degradation on initiation of fatigue cracks has been studied.
|
|
|
Extremely low cycle fatigue life of magnesium alloy
Novák, Marek ; Věchet, Stanislav (referee) ; Zapletal, Josef (advisor)
The goal of this bachelor´s thesis is to predict the fatigue life of magnesium alloy AZ61 in the very low cycle count range (less than 100), which also called extremely low fatigue (ELCF) range. Life prediction predicted by Manson-Coffin´s law is higher than the experimental values show. The main problem is that the slope of the real life curve in the ELCF range is different than the slope of the predicted one. A new regression function with additional material parameters has to be found to match the experimentally measured values. The thesis deals with the literature search of the ELCF range and models of fatigue life prediction in the said range. Furthermore, in the experimental part of the thesis, magnesium alloy AZ61 without any heat treatment has been measured for mechanical and fatigue properties. Also, the microstructure of the alloy was observed. Measured values of fatigue life in the ELCF and LCF range were fitted by a regression function proposed by L. Xue.
|
|
|
Crank Train of a V6 Compression-ignition Engine
Homola, Petr ; Píštěk, Václav (referee) ; Drápal, Lubomír (advisor)
This master thesis, concentrated on crank train mechanism of diesel V6 engines with special focus on design and construction of crankshaft, is divided in two main phases. First phase is concept, which contains brief introduction of diesel V-engines construction, parameters of chosen engine unit, especially crank train mechanism, design of crankshaft and 1D analysis of torsional vibrations. Second phase is layout, this phase deals with MBS 3D analysis with flexible FEM models of crankshaft and engine block. These outputs are used for fatigue analysis of crankshaft.
|
|
|
Design of Diesel Aircraft Engine One-cylinder Engine with Contra Rotating Pistons
Svoboda, Tomáš ; Drápal, Lubomír (referee) ; Novotný, Pavel (advisor)
Diploma thesis deals with design of crankshaft for two stroke opposed piston diesel engine. In the theoretical research part a history, comparison with competitive engines in nowadays light aircrafts and the advantages of opposed piston engines are mentioned. In the practical part the balancing is chosen and CAD model of crankshaft is designed. Geometry of this model is than checked for fatigue damage fallout. In the final part was chosen the propeller and appropriate reduction gearbox.
|
guest ::
