|
|
Assessment of thermo-mechanical fatigue of exhaust manifold
Košťál, Josef ; Petruška, Jindřich (oponent) ; Šebek, František (vedoucí práce)
This master’s thesis deals with thermo–mechanical analysis and fatigue life prediction of the exhaust manifold. At first, a research study was carried out, in which the phenomenon of thermo–mechanical fatigue is reviewed. The main damage mechanisms and the modelling methods were presented. The specific behaviors of the materials subjected to thermo–mechanical loads were also covered. An overview of suitable material and fatigue life models was listed together with the algorithm of the fatigue life component prediction. Secondly, the theoretical background has been applied to the case study of the exhaust manifold subjected to thermo–mechanical loads. Two temperature-dependent elasto–plastic material models were calibrated and validated on the basis of experimental data, and the discretized finite element model of the exhaust manifold assembly was created. The model of the thermal boundary conditions was prescribed on the basis of steady state conjugate heat transfer analyses. One-way coupled thermal–mechanical finite element simulations were performed for each material model. A paradigm of uncoupled fatigue life model – suitable for low cycle fatigue – was used, hence the fatigue life prediction was evaluated in post-processing. Two fatigue life models were used – energy-based and strain-based. The obtained values of predicted fatigue life have been compared according to the material and fatigue life models which have been used. Lastly, the conclusions, the possibilities of further research and possible improvements are proposed and discussed.
|
|
|
Únavové charakteristiky kompozitů s kovovu matricí (MMC)
Judas, Jakub ; Věchet, Stanislav (oponent) ; Zapletal, Josef (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá analýzou únavových charakteristik hybridního kompozitu s hořčíkovou matricí QE22 vyztuženého vlákny Al2O3 a částicemi SiC. Zkušební vzorky kompozitu, připravené metodou infiltrace preformy taveninou, byly nejprve podrobeny kvazistatickému namáhání v tahu a tlaku a zjištěná data byla následně porovnána s příslušnou hořčíkovou matricí. Na kompozitním materiálu byla dále studována cyklická deformační odezva a únavová životnosti v oblasti nízkocyklové únavy v módu řízené velikosti amplitudy smluvního napětí. Všechny experimenty probíhaly při pokojové teplotě. Cyklické křivky byly na základě regresní analýzy proloženy odpovídající mocninnou závislostí ke zjištění únavových parametrů hybridního kompozitu. Na závěr byly diskutovány a porovnány cyklické a únavové parametry s obdobnou hořčíkovou slitinou AZ91 zpevněnou částicemi SiC.
|
|
|
Nízkocyklové a vysokocyklové únavové vlastnosti ADI
Zapletal, Josef ; Bokůvka, Otakar (oponent) ; Kunz, Ludvík (oponent) ; Věchet, Stanislav (vedoucí práce)
Práce se zabývá posouzením únavových vlastností izotermicky zušlechtěné litiny s kuličkovým grafitem. Na základě nejvhodnější kombinace pevnostních a plastických vlastností určených tahovými zkouškami byla stanovena optimální doba izotermické transformace. Na tomto materiálu byly studovány cyklické odezvy a únavové životnosti v nízkocyklové oblasti jak v módu řízení napětí tak celkové podélné deformace. Všechny experimenty probíhaly při pokojové teplotě. Průběhy křivek cyklického zpevnění-změkčení jsou závislé na velikosti amplitudy zatěžování pro oba módy. Cyklické deformační křivky lze aproximovat mocninnou závislostí. Tyto data byla porovnávána s cyklickými deformačními křivkami stanovenými v obou módech zkrácenými postupy (multiple step test) s ověřením vlivu cyklického creepu na vyšších hladinách u měkkého zatěžování. Experimentální body křivek životnosti jsou v souladu s Manson-Coffinovým a Basquinovými zákonem. Byly porovnávány a diskutovány získané cyklické a únavové parametry. Byla zjišťována únavová životnost ve vysokocyklové oblasti. Experimentálně zjištěnými výsledky byly proloženy vhodné regresní funkce a byly stanoveny regresní parametry jednotlivých funkcí a meze únavy. S využitím nízkocyklových experimentálních dat v módu řízení síly vedla k popisu celé křivky únavové životnosti s příslušnými parametry. Zde nebyla sledována nespojitost experimentálních výsledků. Byla provedena predikce nízkocyklového únavového chování a aproximace tolerančních pásů Wöhlerových křivek pro vysokocyklové výsledky i pro celou oblast únavové životnosti.
|
|
| |
|
|
Extrémně nízkocyklová únavová životnost slitin neželezných kovů
Judas, Jakub ; Kohout, Jan (oponent) ; Zapletal, Josef (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem chování hliníkové slitiny 2024-T351 v oblasti nízkocyklové a extrémně nízkocyklové únavy. Zkušební vzorky byly nejdříve podrobeny kvazistatickému namáhání v tahu a tlaku s cílem určit základní mechanické vlastnosti experimentálního materiálu. Únavové zkoušky probíhaly v módu řízené amplitudy celkové deformace, kdy byla stanovena cyklická plastická odezva slitiny a příslušné křivky životnosti. Všechny experimenty probíhaly při pokojové teplotě. Průběhy stanovených mechanických hysterezních smyček jsou závislé na velikosti amplitudy deformace a jednoznačně reprezentují cyklickou plasticitu studované slitiny. Cyklická deformační křivka byla aproximována mocninným vztahem a následně porovnána s křivkou tahovou. Experimentální body křivek životnosti byly proloženy pomocí mocninného Mansonova-Coffinova a Wöhlerova-Basquinova vztahu. V oblasti vysoké amplitudy zatěžování byl pozorován nesoulad únavových dat s predikcí konveční Mansonovy-Coffinovy křivky. Z tohoto důvodu byla aplikována nová regresní funkce, která je schopná překonat pozorované zkrácení životnosti v oblasti velmi nízkého počtu cyklů.
|
|
| |
|
|
Únavové chování hořčíkových slitin AZ31 a AZ61 po korozní degradaci
Horynová, Miroslava ; Vojtěch, Dalibor (oponent) ; Obrtlík, Karel (oponent) ; Podrábský, Tomáš (vedoucí práce)
Dizertační práce je zaměřená na hodnocení vlivu korozní expozice v 5% solné mlze na únavové chování slitin AZ31 a AZ61 vyrobených metodou squeeze casting. V práci je hodnocena mikrostruktura a základní mechanické vlastnosti slitin, u slitiny AZ61 je provedena optimalizace tepelného zpracování na základě mikrostrukturních a mechanických charakteristik. U všech tří typů materiálu pak byla hodnocena hloubka korozního napadení, rychlost a mechanismus koroze. Na únavových zkušebních tělesech po korozní expozici 480 a 1000 hodin byl hodnocen vliv koroze na únavové chování jednotlivých slitin srovnáním s daty získanými na hladkých zkušebních tělesech. Na hladkých únavových zkušebních tělesech i tělesech po korozní expozici byla provedena fraktografická analýza. Na závěr byl zhodnocen vliv množství a způsobu vyloučení hliníku na korozní a únavové chování testovaných slitin.
|
|
|
Assessment of thermo-mechanical fatigue of exhaust manifold
Košťál, Josef ; Petruška, Jindřich (oponent) ; Šebek, František (vedoucí práce)
This master’s thesis deals with thermo–mechanical analysis and fatigue life prediction of the exhaust manifold. At first, a research study was carried out, in which the phenomenon of thermo–mechanical fatigue is reviewed. The main damage mechanisms and the modelling methods were presented. The specific behaviors of the materials subjected to thermo–mechanical loads were also covered. An overview of suitable material and fatigue life models was listed together with the algorithm of the fatigue life component prediction. Secondly, the theoretical background has been applied to the case study of the exhaust manifold subjected to thermo–mechanical loads. Two temperature-dependent elasto–plastic material models were calibrated and validated on the basis of experimental data, and the discretized finite element model of the exhaust manifold assembly was created. The model of the thermal boundary conditions was prescribed on the basis of steady state conjugate heat transfer analyses. One-way coupled thermal–mechanical finite element simulations were performed for each material model. A paradigm of uncoupled fatigue life model – suitable for low cycle fatigue – was used, hence the fatigue life prediction was evaluated in post-processing. Two fatigue life models were used – energy-based and strain-based. The obtained values of predicted fatigue life have been compared according to the material and fatigue life models which have been used. Lastly, the conclusions, the possibilities of further research and possible improvements are proposed and discussed.
|
|
|
Extrémně nízkocyklová únavová životnost slitin neželezných kovů
Judas, Jakub ; Kohout, Jan (oponent) ; Zapletal, Josef (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem chování hliníkové slitiny 2024-T351 v oblasti nízkocyklové a extrémně nízkocyklové únavy. Zkušební vzorky byly nejdříve podrobeny kvazistatickému namáhání v tahu a tlaku s cílem určit základní mechanické vlastnosti experimentálního materiálu. Únavové zkoušky probíhaly v módu řízené amplitudy celkové deformace, kdy byla stanovena cyklická plastická odezva slitiny a příslušné křivky životnosti. Všechny experimenty probíhaly při pokojové teplotě. Průběhy stanovených mechanických hysterezních smyček jsou závislé na velikosti amplitudy deformace a jednoznačně reprezentují cyklickou plasticitu studované slitiny. Cyklická deformační křivka byla aproximována mocninným vztahem a následně porovnána s křivkou tahovou. Experimentální body křivek životnosti byly proloženy pomocí mocninného Mansonova-Coffinova a Wöhlerova-Basquinova vztahu. V oblasti vysoké amplitudy zatěžování byl pozorován nesoulad únavových dat s predikcí konveční Mansonovy-Coffinovy křivky. Z tohoto důvodu byla aplikována nová regresní funkce, která je schopná překonat pozorované zkrácení životnosti v oblasti velmi nízkého počtu cyklů.
|
|
|
Únavové charakteristiky kompozitů s kovovu matricí (MMC)
Judas, Jakub ; Věchet, Stanislav (oponent) ; Zapletal, Josef (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá analýzou únavových charakteristik hybridního kompozitu s hořčíkovou matricí QE22 vyztuženého vlákny Al2O3 a částicemi SiC. Zkušební vzorky kompozitu, připravené metodou infiltrace preformy taveninou, byly nejprve podrobeny kvazistatickému namáhání v tahu a tlaku a zjištěná data byla následně porovnána s příslušnou hořčíkovou matricí. Na kompozitním materiálu byla dále studována cyklická deformační odezva a únavová životnosti v oblasti nízkocyklové únavy v módu řízené velikosti amplitudy smluvního napětí. Všechny experimenty probíhaly při pokojové teplotě. Cyklické křivky byly na základě regresní analýzy proloženy odpovídající mocninnou závislostí ke zjištění únavových parametrů hybridního kompozitu. Na závěr byly diskutovány a porovnány cyklické a únavové parametry s obdobnou hořčíkovou slitinou AZ91 zpevněnou částicemi SiC.
|
host ::
RSS.