|
|
Identifikace parametrů elasto-plastických modelů materiálu z experimentálních dat
Jeník, Ivan ; Šebek, František (oponent) ; Kubík, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou identifikace křivky plastického zpevnění materiálu ze záznamu tahové zkoušky hladkého válcového vzorku. Nejprve je uveden teoretický základ nezbytný k řešení problému. Jsou definovány základní pojmy inkrementální teorie plasticity, popsáno provedení tahové zkoušky a zpracování jejích výstupů. Dále možnosti matematického vyjádření konstitutivního vztahu elasto-plastického materiálu, tedy samotné křivky zpevnění. Stručně je vysvětlen také mechanismus tvárného porušování materiálu. Je předložen přehled současně používaných metod identifikace křivky zpevnění materiálu z mechanických zkoušek, kdy napjatost není jednoosá. Jedná se buď o různé druhy analytické korekce přepočtových vztahů, odvozených pro napjatost jednoosou, nebo využití metod matematické optimalizace v kombinaci s numerickou simulací tahové zkoušky. Zmíněna je také nekonvenční metoda neuronových sítí. Pro 8 vybraných materiálů je provedena identifikace jejich křivky zpevnění metodou analytické korekce, optimalizace, sekvenční identifikace a pomocí neuronové sítě. Algoritmy posledních dvou metod byly modifikovány. Na základě analýzy získaných výsledků je doporučena oblast použití a nastavení parametrů jednotlivých algoritmů. Jako efektivní cesta k věrohodnému výsledku se ukázala kombinace principielně různých metod během procesu identifikace.
|
|
|
Výpočtová predikce tvárného porušování
Hůlka, Jiří ; Španiel, Miroslav (oponent) ; Žmindák,, Milan (oponent) ; Petruška, Jindřich (vedoucí práce)
Problematika (numerické) predikce tvárného porušení řeší v podstatě dva typy úloh. První a dnes nejrozšířenější skupina výpočtů je cílena na prevenci iniciace tvárného porušení. Druhý typ úloh lze charakterizovat jako cílené porušování, např. obrábění, stříhání, atd. K výraznému rozvoji problematiky došlo v posledních desetiletích díky vývoji a lepší dostupnosti k výkonným výpočetním a experimentálním nástrojům. Uspokojivý popis tvárného porušení při víceosém proporcionálním a neproporcionálním zatěžování však doposud chybí. Tato práce svým zaměřením pomohla objasnit některé neznámé a přispěla k pochopení chování vybraných materiálů při laboratorní teplotě a kvazistatickém zatěžování. Pro studium tvárného porušení byla vybrána austenitická ocel AISI 316L. Na ní byly provedeny jednoosé tahové zkoušky hladkých a vrubovaných vzorků, pěchovací zkoušky hladkých válečků a válečků s důlkem, dále zkoušky vzorků typu motýlek, zkoušky vrubovaných trubek a penetrační zkoušky. Z výsledků experimentu bylo kalibrováno pět jednodušších kritérií (ekvivalentní lomové přetvoření, Johnson-Cook, zjednodušený Bao-Wierzbicki, Rice-Tracey, RTCL ) a pět tzv. univerzálních kritérií (Bai-Wierzbicki, Xue-Wierzbicki, EMC, LOU, KHPS). Detailněji je řešena problematika penetračních testů nazývaná Small Punch Test (SPT). Ta potenciálně umožňuje stanovení mechanických vlastností materiálů z řádově menšího objemu materiálu než standardní zkoušky. Jedná se o perspektivní nástroj zpřesňující posuzování při prodlužování životnosti komponent v provozu. Provedena byla důkladná citlivostní analýza. Vytvořena a odladěna byla inverzní úloha SPT s využitím optimalizačního programu OptiSLang pro získání mechanických vlastností přímo z křivky SPT. Dosaženo bylo pouze 2% odchylky při určení meze kluzu a 6% odchylky od meze pevnosti získaných z tahových zkoušek. Navrženo bylo několik úprav geometrie penetračního vzorku pro kalibraci univerzálních kritérií. Kalibrovaná univerzální kritéria byla použita při simulaci porušení 3D modelu SPT. Nejlepší výsledky vykazují kritéria KHPS a EMC.
|
|
|
Výpočtová predikce tvárného porušování
Hůlka, Jiří ; Španiel, Miroslav (oponent) ; Žmindák,, Milan (oponent) ; Petruška, Jindřich (vedoucí práce)
Problematika (numerické) predikce tvárného porušení řeší v podstatě dva typy úloh. První a dnes nejrozšířenější skupina výpočtů je cílena na prevenci iniciace tvárného porušení. Druhý typ úloh lze charakterizovat jako cílené porušování, např. obrábění, stříhání, atd. K výraznému rozvoji problematiky došlo v posledních desetiletích díky vývoji a lepší dostupnosti k výkonným výpočetním a experimentálním nástrojům. Uspokojivý popis tvárného porušení při víceosém proporcionálním a neproporcionálním zatěžování však doposud chybí. Tato práce svým zaměřením pomohla objasnit některé neznámé a přispěla k pochopení chování vybraných materiálů při laboratorní teplotě a kvazistatickém zatěžování. Pro studium tvárného porušení byla vybrána austenitická ocel AISI 316L. Na ní byly provedeny jednoosé tahové zkoušky hladkých a vrubovaných vzorků, pěchovací zkoušky hladkých válečků a válečků s důlkem, dále zkoušky vzorků typu motýlek, zkoušky vrubovaných trubek a penetrační zkoušky. Z výsledků experimentu bylo kalibrováno pět jednodušších kritérií (ekvivalentní lomové přetvoření, Johnson-Cook, zjednodušený Bao-Wierzbicki, Rice-Tracey, RTCL ) a pět tzv. univerzálních kritérií (Bai-Wierzbicki, Xue-Wierzbicki, EMC, LOU, KHPS). Detailněji je řešena problematika penetračních testů nazývaná Small Punch Test (SPT). Ta potenciálně umožňuje stanovení mechanických vlastností materiálů z řádově menšího objemu materiálu než standardní zkoušky. Jedná se o perspektivní nástroj zpřesňující posuzování při prodlužování životnosti komponent v provozu. Provedena byla důkladná citlivostní analýza. Vytvořena a odladěna byla inverzní úloha SPT s využitím optimalizačního programu OptiSLang pro získání mechanických vlastností přímo z křivky SPT. Dosaženo bylo pouze 2% odchylky při určení meze kluzu a 6% odchylky od meze pevnosti získaných z tahových zkoušek. Navrženo bylo několik úprav geometrie penetračního vzorku pro kalibraci univerzálních kritérií. Kalibrovaná univerzální kritéria byla použita při simulaci porušení 3D modelu SPT. Nejlepší výsledky vykazují kritéria KHPS a EMC.
|
|
|
Identifikace parametrů elasto-plastických modelů materiálu z experimentálních dat
Jeník, Ivan ; Šebek, František (oponent) ; Kubík, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou identifikace křivky plastického zpevnění materiálu ze záznamu tahové zkoušky hladkého válcového vzorku. Nejprve je uveden teoretický základ nezbytný k řešení problému. Jsou definovány základní pojmy inkrementální teorie plasticity, popsáno provedení tahové zkoušky a zpracování jejích výstupů. Dále možnosti matematického vyjádření konstitutivního vztahu elasto-plastického materiálu, tedy samotné křivky zpevnění. Stručně je vysvětlen také mechanismus tvárného porušování materiálu. Je předložen přehled současně používaných metod identifikace křivky zpevnění materiálu z mechanických zkoušek, kdy napjatost není jednoosá. Jedná se buď o různé druhy analytické korekce přepočtových vztahů, odvozených pro napjatost jednoosou, nebo využití metod matematické optimalizace v kombinaci s numerickou simulací tahové zkoušky. Zmíněna je také nekonvenční metoda neuronových sítí. Pro 8 vybraných materiálů je provedena identifikace jejich křivky zpevnění metodou analytické korekce, optimalizace, sekvenční identifikace a pomocí neuronové sítě. Algoritmy posledních dvou metod byly modifikovány. Na základě analýzy získaných výsledků je doporučena oblast použití a nastavení parametrů jednotlivých algoritmů. Jako efektivní cesta k věrohodnému výsledku se ukázala kombinace principielně různých metod během procesu identifikace.
|
host ::
RSS.