|
|
Popis porušování vrstevnatých polymerních prostředí
Zouhar, Michal ; Klusák, Jan (oponent) ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Hutař, Pavel (vedoucí práce)
Cílem této práce je studium porušování vícevrstvých polymerních materiálů. Kvazi-křehké porušení (prostřednictvím iniciace a následného šíření creepové trhliny) při nízkých napětích je nejčastější způsob porušování polymerních materiálů. V tomto případě je plastická deformace lokalizována v blízkém okolí čela trhliny a lze použít popis trhliny pomocí lineárně elastické lomové mechaniky. Znalost lomových parametrů během růstu trhliny ve vícevrstvém tělese je klíčová pro stanovení maximálního zatížení a následného posouzení zbytkové životnosti. Na rozdíl od homogenních těles je stanovení součinitele intenzity napětí pro vícevrstvé (kompozitní) těleso složitější a použití lomové mechaniky je komplikováno existencí materiálového rozhraní se skokovou změnou materiálových parametrů mezi jednotlivými vrstvami. Zvláštní pozornost je v této práci věnována konfiguraci trhliny rostoucí v těsné blízkosti materiálového rozhraní a podél materiálového rozhraní. Pro vrchol trhliny na rozhraní dvou materiálů je popis pole napětí před čelem trhliny popsán pomocí efektivní hodnoty součinitele intenzity napětí, kterou lze vyjádřit pomocí kritérií stability. V závěru práce je ukázáno, že za určitých podmínek (především v závislosti na elastických konstantách jednotlivých materiálů) existence materiálového rozhraní pozitivně ovlivňuje životnost vícevrstvého tělesa.
|
|
|
Problém trhliny v blízkosti bimateriálové rozhraní
Svoboda, Miroslav ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem práce je seznámení se s problematikou lineární lomové mechaniky, popisem napětí a deformací v okolí vrcholu trhliny na rozhraní dvou ortotropních materiálů pomocí teorie rovinné pružnosti. První část je věnována teoretickým základům lomové mechaniky. Druhá část se zabývá výpočtem exponentu singularity v případě trhliny nakloněné pod libovolným úhlem vzhledem k bimateriálovému rozhraní. Dále se určuje koeficient intenzity napětí analyticko-numerickým přístupem pomocí MKP. Poslední, třetí část, je zaměřena na testování algoritmů na konkrétních konfiguracích trhliny vůči bimateriálovému rozhraní. V závěru se vyhodnocují numerické výsledky, vlivy mechanických vlastností materiálů a vlivy úhlu sklonu trhliny vůči rozhraní.
|
|
|
Popis porušování vrstevnatých polymerních prostředí
Zouhar, Michal ; Klusák, Jan (oponent) ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Hutař, Pavel (vedoucí práce)
Cílem této práce je studium porušování vícevrstvých polymerních materiálů. Kvazi-křehké porušení (prostřednictvím iniciace a následného šíření creepové trhliny) při nízkých napětích je nejčastější způsob porušování polymerních materiálů. V tomto případě je plastická deformace lokalizována v blízkém okolí čela trhliny a lze použít popis trhliny pomocí lineárně elastické lomové mechaniky. Znalost lomových parametrů během růstu trhliny ve vícevrstvém tělese je klíčová pro stanovení maximálního zatížení a následného posouzení zbytkové životnosti. Na rozdíl od homogenních těles je stanovení součinitele intenzity napětí pro vícevrstvé (kompozitní) těleso složitější a použití lomové mechaniky je komplikováno existencí materiálového rozhraní se skokovou změnou materiálových parametrů mezi jednotlivými vrstvami. Zvláštní pozornost je v této práci věnována konfiguraci trhliny rostoucí v těsné blízkosti materiálového rozhraní a podél materiálového rozhraní. Pro vrchol trhliny na rozhraní dvou materiálů je popis pole napětí před čelem trhliny popsán pomocí efektivní hodnoty součinitele intenzity napětí, kterou lze vyjádřit pomocí kritérií stability. V závěru práce je ukázáno, že za určitých podmínek (především v závislosti na elastických konstantách jednotlivých materiálů) existence materiálového rozhraní pozitivně ovlivňuje životnost vícevrstvého tělesa.
|
|
|
Problém trhliny v blízkosti bimateriálové rozhraní
Svoboda, Miroslav ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem práce je seznámení se s problematikou lineární lomové mechaniky, popisem napětí a deformací v okolí vrcholu trhliny na rozhraní dvou ortotropních materiálů pomocí teorie rovinné pružnosti. První část je věnována teoretickým základům lomové mechaniky. Druhá část se zabývá výpočtem exponentu singularity v případě trhliny nakloněné pod libovolným úhlem vzhledem k bimateriálovému rozhraní. Dále se určuje koeficient intenzity napětí analyticko-numerickým přístupem pomocí MKP. Poslední, třetí část, je zaměřena na testování algoritmů na konkrétních konfiguracích trhliny vůči bimateriálovému rozhraní. V závěru se vyhodnocují numerické výsledky, vlivy mechanických vlastností materiálů a vlivy úhlu sklonu trhliny vůči rozhraní.
|
|
| |
|
|
Stanovení směru šíření trhliny v tělesech s materiálovým rozhraním
Šestáková, Lucie ; Náhlík, Luboš ; Hutař, Pavel
Z řady experimentálních pozorování vyplývá, že se směr šíření trhliny v bi-materiálovém tělese mění v okamžiku, kdy trhlina dosáhne rozhraní. Cílem příspěvku je navrhnout proceduru umožňující odhad změny směru šíření trhliny po jejím průchodu přes rozhraní mezi dvěma elastickými materiály. Navržená procedura má umožnit určení úhlu, pod kterým se trhlina bude šířit za rozhraním do druhého materiálu. Jsou uvažovány předpoklady lineárně elastické lomové mechaniky. Pro numerické výpočty byla použita metoda konečných prvků. Dosažené výsledky mohou přispět k lepšímu porozumění porušování materiálů s rozhraním (tj. např. vrstevnatých kompozitů, materiálů s ochrannými povlaky, apod.) a ke spolehlivějšímu odhadu provozního života součástí vyrobených z uvedených materiálů.
|
|
| |
|
| |
|
|
Vliv bi-materiálového rozhraní na směr šíření trhliny ve vrstevnatém kompozitu
Šestáková, Lucie ; Náhlík, Luboš ; Hutař, Pavel
Velké množství experimentálních prací v současné době poukazuje na změnu směru šíření trhliny v kompozitním vrstevnatém materiálu. Článek je zaměřen na určení změny směru šíření trhliny při jejím průchodu přes rozhraní mezi dvěma materiály. K tomu bylo využito například kritérium minimální hustoty deformační energie. Přesnějších výsledků však bylo dosaženo kombinací numerického a analytického řešení problému. Takto zjištěné hodnoty směru dalšího šíření trhliny byly srovnávány s daty získanými experimentálně.
|
|
|
Stanovení zbytkové únavové životnosti součástí s uvážením vlivu geometrie a materiálového rozhraní
Hutař, Pavel ; Náhlík, Luboš ; Knésl, Zdeněk
V tomto příspěvku se zabýváme metodikou stanovení zbytkové únavové životnosti součástí s trhlinou. Diskutovány jsou přístupy umožňující rozšířit klasický popis pomocí jednoparametrové lineárně elastické lomové mechaniky. První část příspěvku se zabývá zejména přenosem experimentálních dat naměřených na standardních vzorcích na reálné konstrukce rozdílných geometrií. Pomocí dvouparametrové lineární lomové mechaniky je kvantifikován vliv rozdílné geometrie na rychlost šíření únavové trhliny a je demonstrována metodika zohledňující tento jev pro nízké rychlosti šíření únavové trhliny a její prahové hodnoty. Druhá část příspěvku popisuje přístupy založené na zobecněném faktoru intenzity napětí. Tuto metodiku lze využít k popisu šíření trhliny v kompozitních materiálech nebo šíření trhliny v ochranných povlacích. Cílem je zkvalitnění popisu šíření únavové trhliny v případech, kde klasický popis založený na hodnotě faktoru intenzity napětí nelze použít vůbec nebo je zatížen značnou chybou.
|
host ::
RSS.