|
|
Ductile Fracture Criteria in Multiaxial Loading – Theory, Experiments and Application
Šebek, František ; Horyl, Petr (referee) ; Španiel, Miroslav (referee) ; Petruška, Jindřich (advisor)
Práce se zabývá tvárným lomem, který je výsledkem víceosého kvazi-statického monotónního namáhání doprovázeného rozsáhlými plastickými deformacemi, přičemž pro degradaci materiálu je uvažován lokální přístup. Ve výpočtech o rozvoji poškození rozhodují použité mezní podmínky tvárného lomu. Tyto byly teoreticky studovány v úvodu práce a po výběru vhodné mezní podmínky byl stanoven postup kalibrace. Dále byl rozpracován plán měření a realizovány zkoušky při pokojové teplotě na slitině hliníku 2024-T351, zahrnující tah, krut a tlak, pro studium rozvoje poškození a věrohodnou kalibraci vybraného fenomenologického modelu tvárného porušování, vyjádřeného pomocí lomového přetvoření a závislého na hydrostatickém tlaku a deviátoru tenzoru napětí. Mezní podmínka tvárného lomu byla posléze svázána s podmínkou plasticity. Plasticita byla pro zkoumaný materiál uvažována ve tvaru zohledňujícím i stav třetího invariantu deviátoru tenzoru napětí. Celý navržený přístup, plně aplikovatelný na víceosé úlohy, byl implementován pomocí uživatelské rutiny do komerčního programu založeného na explicitní variantě metody konečných prvků. V závěru práce je předložena aplikace navrženého přístupu k modelování tvárného porušování v podobě verifikace na vybraných zkušebních testech, z níž plynou závěry a doporučení pro další práci.
|
|
|
Computational simulation of pass rolling
Hacek, Samuel ; Šebek, František (referee) ; Petruška, Jindřich (advisor)
Táto diplomová práca sa zaoberá možnosťami výpočtového modelovania valcovania v kalibroch pomocou metódy konečných prvkov. Na začiatku je formulovaná motivácia pre písanie práce a problémová situácia, nasledovaná zostavením systému podstatných veličín. Ďaľšia kapitola popisuje rôzne spôsoby valcovania ako aj samotný valcovací proces. Dôraz je kladený na popis tradičného návrhu kalibrov. Nasledujúca kapitola sa zaoberá teóriou plasticity, plastickým chovaním materiálu a jeho modelovaním v konečnoprvkovom prostredí Abaqus, ktoré je použité vo výpočtovej časti práce. Predstavené sú viaceré modely plasticity, ako aj modely tvárneho porušovania, používané na posúdenie tvárniteľnosti či simuláciu šírenia tvárnej trhliny v materiáli. Práca pokračuje kapitolou zameranou na metódu konečných prvkov, najmä jej explicitný algoritmus, využívaný vo výpočtovej časti práce. Ďaľšia časť je venovaná popisu základných princípov fotoelasticimetrie, tradičnej experimentálnej metódy. Tieto kapitoly zahŕňajú aj popis konečnoprvkovej a experimentálnej fotoplastickej analýzy konkrétneho prípadu valcovania v kalibroch, riešené v predchádzajúcom článku. Použitý výpočtový model je základom nového konečnoprvkového modelu, ktorého tvorbe je predmetom nasledujúcej kapitoly. Naviac sú vytvorené aj dve varianty pôvodného, zjednodušeného výpočtového modelu. S použitím vytvorených výpočtových modelov sú vykonané štrukturálne analýzy a vyhodnotené viaceré výsledky, následne zhrnuté a porovnané s pôvodnými výpočtovými a experimentálnymi výsledkami. Rozbor porovnania výsledkov a zhodnotenie použiteľnosti a spoľahlivosti jednotlivých výpočtových modelov tvoria záver práce.
|
|
|
Analysis of welded joints using Finite Element Method
Štěrba, Martin ; Kala, Jiří (referee) ; Hradil, Petr (advisor)
This diploma thesis is concerned with the numerical analysis of welded aluminim structures. In these structures, there are significant decreases in the mechanical properties at the area of the weld and in the heat affected zone as a result of welding. Within this thesis, simulations of quasi-statically loaded welded joints made from EN AW-6082 T6 alloy were performed to investigate the load capacity and ductility of these joints. Computations were performed using a programme system based on an explicit finite element method. To describe material anisotrophy, a nonlinear material model called the Weak texture model was chosen. Material properties of the weld and the heat affected zone were considered to be different from base material. The required material parameters were adopted from available literature, however, material tests and indetification procedure of these parameters were described. In comparison with the experimental data, the results of the numerical simulations showed a relatively good ability of models to capture load capacity of studied welded joints. Nevertheless, due to mesh sensitivity of models caused by localization of deformation, it was not possible to determine ductility of these joints.
|
|
|
Stress-strain analysis of the thin wall structure subjected to impact load
Tatalák, Adam ; Peč, Michal (referee) ; Návrat, Tomáš (advisor)
This master thesis deals with stress-strain analysis of simplified model of the thin wall transformer case subjected to impact load of electrical blast. Electrical blast is replaced by chemical blast (detonation of high explosive). The problem is solved using computational modeling utilizing the Finite Element Method (FEM) and LS-DYNA solver. After the introduction where detonation and shock wave propagation is explained the analytical approach is presented. This approach serves to results verification. In the next chapter is conducted research of applicable methods from which ALE method is chosen. In preliminary study is performed the mesh size analysis that is focused on finding the size of element which is both computational effective and gives accurate results. Next the infulence of input conditions (shape, location and parametres of high explosive, location of detonation point, boundary conditions) on distribution and time progress of pressure is investigated. Then influence of the opening on upper side of the case on overall pressure redistribution and strain and stress of the case is analysed. The stress-strain analysis of the case´s door which are connected to case by various types of contact models is performed as well as stiffness analysis of these types of contact.
|
|
|
The use of mass scaling within Abaqus explicit code
Hacek, Samuel ; Kubík, Petr (referee) ; Šebek, František (advisor)
The purpose of this bachelor’s thesis is to evaluate the usability of the mass scaling function in Abaqus computing environment. The introductory part starts with a description of the explicit formulation of the finite element method, which is followed by a definition of various mass scaling methods and a description of their usability. The practical part of the thesis consists of a few problems solved using aforementioned mass scaling techniques. The course of the solution is focused on the determination of the extent of the influence that the use of various mass scaling techniques has on the obtained data. The last part of the thesis is devoted to evaluation of the applicability of various mass scaling techniques in different situations, considering possible reduction of computing time as well as the reliability of the obtained data.
|
|
|
Computational simulation of pass rolling
Hacek, Samuel ; Šebek, František (referee) ; Petruška, Jindřich (advisor)
Táto diplomová práca sa zaoberá možnosťami výpočtového modelovania valcovania v kalibroch pomocou metódy konečných prvkov. Na začiatku je formulovaná motivácia pre písanie práce a problémová situácia, nasledovaná zostavením systému podstatných veličín. Ďaľšia kapitola popisuje rôzne spôsoby valcovania ako aj samotný valcovací proces. Dôraz je kladený na popis tradičného návrhu kalibrov. Nasledujúca kapitola sa zaoberá teóriou plasticity, plastickým chovaním materiálu a jeho modelovaním v konečnoprvkovom prostredí Abaqus, ktoré je použité vo výpočtovej časti práce. Predstavené sú viaceré modely plasticity, ako aj modely tvárneho porušovania, používané na posúdenie tvárniteľnosti či simuláciu šírenia tvárnej trhliny v materiáli. Práca pokračuje kapitolou zameranou na metódu konečných prvkov, najmä jej explicitný algoritmus, využívaný vo výpočtovej časti práce. Ďaľšia časť je venovaná popisu základných princípov fotoelasticimetrie, tradičnej experimentálnej metódy. Tieto kapitoly zahŕňajú aj popis konečnoprvkovej a experimentálnej fotoplastickej analýzy konkrétneho prípadu valcovania v kalibroch, riešené v predchádzajúcom článku. Použitý výpočtový model je základom nového konečnoprvkového modelu, ktorého tvorbe je predmetom nasledujúcej kapitoly. Naviac sú vytvorené aj dve varianty pôvodného, zjednodušeného výpočtového modelu. S použitím vytvorených výpočtových modelov sú vykonané štrukturálne analýzy a vyhodnotené viaceré výsledky, následne zhrnuté a porovnané s pôvodnými výpočtovými a experimentálnymi výsledkami. Rozbor porovnania výsledkov a zhodnotenie použiteľnosti a spoľahlivosti jednotlivých výpočtových modelov tvoria záver práce.
|
|
|
The use of mass scaling within Abaqus explicit code
Hacek, Samuel ; Kubík, Petr (referee) ; Šebek, František (advisor)
The purpose of this bachelor’s thesis is to evaluate the usability of the mass scaling function in Abaqus computing environment. The introductory part starts with a description of the explicit formulation of the finite element method, which is followed by a definition of various mass scaling methods and a description of their usability. The practical part of the thesis consists of a few problems solved using aforementioned mass scaling techniques. The course of the solution is focused on the determination of the extent of the influence that the use of various mass scaling techniques has on the obtained data. The last part of the thesis is devoted to evaluation of the applicability of various mass scaling techniques in different situations, considering possible reduction of computing time as well as the reliability of the obtained data.
|
|
|
Analysis of welded joints using Finite Element Method
Štěrba, Martin ; Kala, Jiří (referee) ; Hradil, Petr (advisor)
This diploma thesis is concerned with the numerical analysis of welded aluminim structures. In these structures, there are significant decreases in the mechanical properties at the area of the weld and in the heat affected zone as a result of welding. Within this thesis, simulations of quasi-statically loaded welded joints made from EN AW-6082 T6 alloy were performed to investigate the load capacity and ductility of these joints. Computations were performed using a programme system based on an explicit finite element method. To describe material anisotrophy, a nonlinear material model called the Weak texture model was chosen. Material properties of the weld and the heat affected zone were considered to be different from base material. The required material parameters were adopted from available literature, however, material tests and indetification procedure of these parameters were described. In comparison with the experimental data, the results of the numerical simulations showed a relatively good ability of models to capture load capacity of studied welded joints. Nevertheless, due to mesh sensitivity of models caused by localization of deformation, it was not possible to determine ductility of these joints.
|
|
|
Ductile Fracture Criteria in Multiaxial Loading – Theory, Experiments and Application
Šebek, František ; Horyl, Petr (referee) ; Španiel, Miroslav (referee) ; Petruška, Jindřich (advisor)
Práce se zabývá tvárným lomem, který je výsledkem víceosého kvazi-statického monotónního namáhání doprovázeného rozsáhlými plastickými deformacemi, přičemž pro degradaci materiálu je uvažován lokální přístup. Ve výpočtech o rozvoji poškození rozhodují použité mezní podmínky tvárného lomu. Tyto byly teoreticky studovány v úvodu práce a po výběru vhodné mezní podmínky byl stanoven postup kalibrace. Dále byl rozpracován plán měření a realizovány zkoušky při pokojové teplotě na slitině hliníku 2024-T351, zahrnující tah, krut a tlak, pro studium rozvoje poškození a věrohodnou kalibraci vybraného fenomenologického modelu tvárného porušování, vyjádřeného pomocí lomového přetvoření a závislého na hydrostatickém tlaku a deviátoru tenzoru napětí. Mezní podmínka tvárného lomu byla posléze svázána s podmínkou plasticity. Plasticita byla pro zkoumaný materiál uvažována ve tvaru zohledňujícím i stav třetího invariantu deviátoru tenzoru napětí. Celý navržený přístup, plně aplikovatelný na víceosé úlohy, byl implementován pomocí uživatelské rutiny do komerčního programu založeného na explicitní variantě metody konečných prvků. V závěru práce je předložena aplikace navrženého přístupu k modelování tvárného porušování v podobě verifikace na vybraných zkušebních testech, z níž plynou závěry a doporučení pro další práci.
|
|
|
Ductile fracture criteria in multiaxial loading – theory, experiments and application
Šebek, František ; Petruška, Jindřich (advisor)
Práce se zabývá tvárným lomem, který je výsledkem víceosého kvazi-statického monotónního namáhání doprovázeného rozsáhlými plastickými deformacemi, přičemž pro degradaci materiálu je uvažován lokální přístup. Ve výpočtech o rozvoji poškození rozhodují použité mezní podmínky tvárného lomu. Tyto byly teoreticky studovány v úvodu práce a po výběru vhodné mezní podmínky byl stanoven postup kalibrace. Dále byl rozpracován plán měření a realizovány zkoušky při pokojové teplotě na slitině hliníku 2024-T351, zahrnující tah, krut a tlak, pro studium rozvoje poškození a věrohodnou kalibraci vybraného fenomenologického modelu tvárného porušování, vyjádřeného pomocí lomového přetvoření a závislého na hydrostatickém tlaku a deviátoru tenzoru napětí. Mezní podmínka tvárného lomu byla posléze svázána s podmínkou plasticity. Plasticita byla pro zkoumaný materiál uvažována ve tvaru zohledňujícím i stav třetího invariantu deviátoru tenzoru napětí. Celý navržený přístup, plně aplikovatelný na víceosé úlohy, byl implementován pomocí uživatelské rutiny do komerčního programu založeného na explicitní variantě metody konečných prvků. V závěru práce je předložena aplikace navrženého přístupu k modelování tvárného porušování v podobě verifikace na vybraných zkušebních testech, z níž plynou závěry a doporučení pro další práci.
|
guest ::
