|
|
Role of Plasticity in Nitinol Fatigue
Shayanfard, Pejman ; Seiner,, Hanuš (referee) ; Dlouhý, Antonín (referee) ; Šandera, Pavel (advisor)
Disertace analyzuje vliv koncentrátorů napětí na průběh martensitické transformace, vznik plastické deformace a její vliv na přerozdělení napětí a vznik zbytkového pnutí a reziduálního martenzitu v okolí koncentrátorů v prvcích ze slitin s tvarovou pamětí NiTi. Vliv je analyzován v režimech superelastického isotermálního cyklování a aktuačního cyklování, t.j. teplotního cyklování pod vnějším napětím. Disertace využívá pro vyhodnocení vlivu experimentální přístup spolu s numerickými simulacemi metodou konečných prvků na modelových případech tenkých pásků ze slitin NiTi opatřených půlkruhovými vruby. V experimentální části je vyhodnocován vliv koncentrátorů pomocí termomechanických experimentů s využitím metod obrazové korelace a rentgenové mikrodifrakce pro lokální analýzu deformací a fázových objemových podílů v průběhu cyklování v okolí vrubů. Simulace metodou konečných prvků poskytují komplementární informace o průběhu napětí, deformací a martensitické transformaci, zejména o vývoji jednotlivých složek celkové deformace, tj. elastické a plastické, a vývoji zbytkového pnutí a s ním souvisejícím zbytkovým martensitem.Disertace je dále doplněna o numerickou analýzu vlivu konstrukce stentů na lokální cyklický průběh martensitické transformace a jeho vliv na únavové vlastnosti.
|
|
|
Investigation of Functional Properties of Thin NiTi Filaments for Applications in Smart Structures and Hybrid Textiles
Pilch, Jan ; Dlouhý, Antonín (referee) ; Heczko,, Oleg (referee) ; Pokluda, Jaroslav (advisor)
PhD thesis focuses the field of textile application of modern functional materials, namely metallic shape memory alloys with unique thermomechanical properties deriving from martensitic transformation in solid state. Particularly, it deals with the development of a nonconventional thermomechanical treatment of thin NiTi filaments via Joule heating by electric current and related basic research involving thermomechanical testing and modeling of functional properties of the filaments, investigation of martensitic transformations and deformation processes in NiTi and investigation of the fast recovery and recrystallization processes in metals heated by short pulses of controlled electric power. The method was developed and called FTMT-EC. In contrast to conventional heat treatment of metallic filaments in environmental furnaces, this method allows for precise control of the raise of the filament temperature and filament stress during the fast heating (rate ~50 000 °C/s). As a consequence, it is possible to precisely control the progress of the fast recovery and recrystallization processes in heat treated filaments. In this way it is possible to prepare filaments with desired nanostructured microstructure and related functional properties. A prototype equipment for application of the method for heat treatment of continuous SMA filaments during respooling in textile processing was designed and built. Comparing to the conventional heat treatment of SMA filaments in tubular environmental furnaces, this approach is faster, saves energy and allows for preparation of filaments with special functional properties. International patent application was filed on the method. It is currently utilized in the research and development of smart textiles for medical applications.
|
|
|
Ternary shape memory alloys powder feedstock fabrication by advanced mechanical alloying
Regináč, Jan ; Moravčík, Igor (referee) ; Čížek, Jan (advisor)
Prášková metalurgie může být použita jako alternativní metoda pro výrobu slitin s tvarovou pamětí s Cu-bází. Tato metoda poskytla lepší výsledky, co se týče celkového složení a velikosti zrn, než tradiční metoda lití. V této práci byl aplikován proces mechanického legování k přeměně směsí základních prášků Cu-Al-Ni na mechanicky legované směsi. Cílem práce bylo nalezení optimálních parametrů pro výrobu nejvhodnějšího práškového prekurzoru určeného k dalšímu zpracování. SEM, EDX a XRD analýzy byly použity pro zjištění účinku změny parametrů na výslednou strukturu a na případnou tvorbu nových fází. Bylo ukázáno, že vysokoenergetické legování je vhodnou metodou pro výrobu takových prekurzorů. Na základě výsledků bylo zjištěno, že tuhý roztok mědi byl formován nezávisle na změně mlecích parametrů. Výsledky dále odhalily, že vysoký energetický vstup ve formě otáček a dlouhých mlecích časů, může způsobovat vznik amorfních fází.
|
|
|
Observation of twin boundaries in Ni-Mn-Ga alloys
Čech, Jan ; Jan, Vít (referee) ; Zelený, Martin (advisor)
This bachelor’s thesis is focused on observation of twin boundaries in a magnetic shape memory alloy based on Ni2MnGa with 10M martensitic structure. Theoretical part of the thesis describes materials with shape memory effect, their response on mechanical or magnetic loading, phenomenon of twinning, which is closely connected to the shape memory effect, and various levels of twinning. Experimental part studies different types of twin boundaries in monocrystal of alloy Ni49.2Mn30.4Ga20.4 using optical and electron microscopy. The thesis also deals with detection of structural orientations in different twin variants. A holder of samples was designed and constructed for real time observation of twin-boundary movement by optical microscopy. Deformation by pressure shows, that stress necessary for movement of Type II twin boundaries is ~0.2 MPa, whereas it is ~0.6 MPa for movement of Type I.
|
|
|
Self Adjustable Discharge Valve
Kuruc, Marek ; Maňas, Pavel (referee) ; Technologies,, Jan Jedlička, Emerson Climate (advisor)
This dissertation deals with design of self adjustable discharge valve used in Emerson reciprocating compressors. This work contains research of current state of knowledge, technical analysis of the valve and calculations of basis parameters. Constructional proposal is then presented. Part of the dissertation is manufacturing of prototype and its test. Finally, conclusions for further development are made.
|
|
|
DSC evaluation of homogenity of Ni-Ti alloys ingots
Kuběnová, Monika ; Zemčík, Ladislav (referee) ; Dlouhý, Antonín (advisor)
Alloy NiTi with nearequiatomic composition of nickel and titan belongs to a group of metal materials with a shape memory effect (Shape memory alloys). NiTi alloys are a guite attractive materials not only as practical shape memory alloys with hight strenght and ductility but also as those exhibiting unique physical properties. The production of these matrerials is complying with chemical composition. Final charakteristics of alloy are influenced by these bounderies and also by mechanical-heat treatment. This work deal with DSC evaluation of homogenity of ingot structure of NiTi alloy containing 50,8 at.% Ni. The alloy was melted in Y2O3 cricible. In the end the results of DSC method are compared to the microstructure of alloy obtained by SEM and TEM methods.
|
|
|
Role of Plasticity in Nitinol Fatigue
Shayanfard, Pejman ; Seiner,, Hanuš (referee) ; Dlouhý, Antonín (referee) ; Šandera, Pavel (advisor)
Disertace analyzuje vliv koncentrátorů napětí na průběh martensitické transformace, vznik plastické deformace a její vliv na přerozdělení napětí a vznik zbytkového pnutí a reziduálního martenzitu v okolí koncentrátorů v prvcích ze slitin s tvarovou pamětí NiTi. Vliv je analyzován v režimech superelastického isotermálního cyklování a aktuačního cyklování, t.j. teplotního cyklování pod vnějším napětím. Disertace využívá pro vyhodnocení vlivu experimentální přístup spolu s numerickými simulacemi metodou konečných prvků na modelových případech tenkých pásků ze slitin NiTi opatřených půlkruhovými vruby. V experimentální části je vyhodnocován vliv koncentrátorů pomocí termomechanických experimentů s využitím metod obrazové korelace a rentgenové mikrodifrakce pro lokální analýzu deformací a fázových objemových podílů v průběhu cyklování v okolí vrubů. Simulace metodou konečných prvků poskytují komplementární informace o průběhu napětí, deformací a martensitické transformaci, zejména o vývoji jednotlivých složek celkové deformace, tj. elastické a plastické, a vývoji zbytkového pnutí a s ním souvisejícím zbytkovým martensitem.Disertace je dále doplněna o numerickou analýzu vlivu konstrukce stentů na lokální cyklický průběh martensitické transformace a jeho vliv na únavové vlastnosti.
|
|
|
Modeling of phase transformations in shape memory materials
Frost, Miroslav ; Maršík, František (advisor) ; Rohan, Eduard (referee) ; Seiner, Hanuš (referee)
Title: Modeling of phase transformations in shape memory materials Author: Miroslav Frost Department: Mathematical Institute of Charles University Supervisor: Prof. Ing. František Maršík, DrSc., Mathematical Institute of Charles University Abstract: This thesis presents a new thermomechanical three-dimensional con- stitutive model of NiTi-based shape memory alloys. The model was formulated within the framework of generalised standard models and it features a novel form of the dissipation function, which combines contributions stemming from the phase transformation between austenite and martensite and from the reorienta- tion of martensite. The change in the material response associated with the phase transformation between austenite and R-phase as well as material anisotropy and tension-compression asymmetry are also covered. The time-evolutionary problem of a quasistatic mechanical loading of a NiTi body with prescribed temperature evolution was formulated and analyzed within the framework of energetic so- lutions. The corresponding time-incremental minimization problem provided a conceptual algorithm utilized in the numerical treatment. The constitutive mod- el was implemented into the finite element package Abaqus. Several numerical simulations were performed and compared with experiments. Keywords:...
|
|
|
Observation of twin boundaries in Ni-Mn-Ga alloys
Čech, Jan ; Jan, Vít (referee) ; Zelený, Martin (advisor)
This bachelor’s thesis is focused on observation of twin boundaries in a magnetic shape memory alloy based on Ni2MnGa with 10M martensitic structure. Theoretical part of the thesis describes materials with shape memory effect, their response on mechanical or magnetic loading, phenomenon of twinning, which is closely connected to the shape memory effect, and various levels of twinning. Experimental part studies different types of twin boundaries in monocrystal of alloy Ni49.2Mn30.4Ga20.4 using optical and electron microscopy. The thesis also deals with detection of structural orientations in different twin variants. A holder of samples was designed and constructed for real time observation of twin-boundary movement by optical microscopy. Deformation by pressure shows, that stress necessary for movement of Type II twin boundaries is ~0.2 MPa, whereas it is ~0.6 MPa for movement of Type I.
|
|
|
Ternary shape memory alloys powder feedstock fabrication by advanced mechanical alloying
Regináč, Jan ; Moravčík, Igor (referee) ; Čížek, Jan (advisor)
Prášková metalurgie může být použita jako alternativní metoda pro výrobu slitin s tvarovou pamětí s Cu-bází. Tato metoda poskytla lepší výsledky, co se týče celkového složení a velikosti zrn, než tradiční metoda lití. V této práci byl aplikován proces mechanického legování k přeměně směsí základních prášků Cu-Al-Ni na mechanicky legované směsi. Cílem práce bylo nalezení optimálních parametrů pro výrobu nejvhodnějšího práškového prekurzoru určeného k dalšímu zpracování. SEM, EDX a XRD analýzy byly použity pro zjištění účinku změny parametrů na výslednou strukturu a na případnou tvorbu nových fází. Bylo ukázáno, že vysokoenergetické legování je vhodnou metodou pro výrobu takových prekurzorů. Na základě výsledků bylo zjištěno, že tuhý roztok mědi byl formován nezávisle na změně mlecích parametrů. Výsledky dále odhalily, že vysoký energetický vstup ve formě otáček a dlouhých mlecích časů, může způsobovat vznik amorfních fází.
|
guest ::
