|
|
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.
|
|
|
Possibilities of the description of stress-strain curves for computational simulations
Košťál, Josef ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Šebek, František (vedoucí práce)
This bachelor’s thesis investigated the identification of material’s flow curve using experimental data from standard tensile test output, and the possibilities of fitting a non-linear relationship through this identified curve. The theoretical background of differences between engineering and true stress and strain was presented, as well as the tensile test basis and its output. An analytical correction method (Mirone-La Rosa) for flow curve’s trend estimation, using the tensile test as an input, was described and used. Elasto-plastic piece-wise linear material models were listed and additionally four non-linear relationships were chosen and investigated – Hollomon, Ludwik, Swift and Voce. Then, the finite element method was used for flow curve identification of experimentally tested 18CrNiMo7-6 steel, with a standard tensile test output needed for flow curve calibration. Flow curve was calibrated with iterative process on the basis of comparison of reaction forces from simulation and experiment. Furthermore, the user interface was created, and the best fit out of four chosen non-linear relationships was found.
|
|
|
Rheology of Inorganic Materials in Technology
Wirthová, Michaela ; Živica,, Vladimír (oponent) ; Palou, Martin (oponent) ; Havlica, Jaromír (vedoucí práce)
The doctoral thesis deals with the study of the rheological behavior of the cement based systems. The introductory part includes theoretical knowledge about rheology and materials of interest (cement, self-compacting concrete, superplasticizers). A detailed description of the rheological behavior of the fresh cement based materials follows. In addition the hydration of the cement, calorimetry, Vicat test, X-ray powder diffractometry and scanning electron microscope are described. The experimental part is divided into two parts. First part is concerning the self-compacting concrete and their matrixes and includes basic characterization, rheological measurements and investigation of the static yield stress. Second part is regarding the cement pastes, which were tested via several methods with using the parallel plate rheometer, Vicat apparatus, isoperibolic and modular calorimeter, X-ray diffractometer and scanning electron microscope.
|
|
|
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.
|
|
|
Possibilities of the description of stress-strain curves for computational simulations
Košťál, Josef ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Šebek, František (vedoucí práce)
This bachelor’s thesis investigated the identification of material’s flow curve using experimental data from standard tensile test output, and the possibilities of fitting a non-linear relationship through this identified curve. The theoretical background of differences between engineering and true stress and strain was presented, as well as the tensile test basis and its output. An analytical correction method (Mirone-La Rosa) for flow curve’s trend estimation, using the tensile test as an input, was described and used. Elasto-plastic piece-wise linear material models were listed and additionally four non-linear relationships were chosen and investigated – Hollomon, Ludwik, Swift and Voce. Then, the finite element method was used for flow curve identification of experimentally tested 18CrNiMo7-6 steel, with a standard tensile test output needed for flow curve calibration. Flow curve was calibrated with iterative process on the basis of comparison of reaction forces from simulation and experiment. Furthermore, the user interface was created, and the best fit out of four chosen non-linear relationships was found.
|
|
|
Modelling of non-monotonous course of shear viscosity
Filip, Petr
A number of parameters appearing in the 'classical' empirical constitutive equations usually oscillate between two and five. With the onset of new rheologically more complex materials exhibiting non-monotonous behaviour of flow curves this range (2-5) is no longer tenable and more additional parameters are required for a proper description of the flow curves. An 8-parameter model is presented and testified.
|
|
|
Reologické vlastnosti vazelíny bílé
Hánová, Anna ; Šnejdrová, Eva (vedoucí práce) ; Šiška, Bedřich (oponent)
UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra Farmaceutické technologie Jméno a příjmení: Anna Hánová Název diplomové práce: Reologické vlastnosti vazelíny bílé Školitel: PharmDr. Eva Šnejdrová, Ph.D. Diplomová práce se zabývá hodnocením konzistence a reologických vlastností vazelíny po úpravě její konzistence přidáním tekutého resp. tvrdého parafínu. Teoretická část se věnuje vlastnostem a použitím uhlovodíkových hydrofobních viskozifiantů, využitím ve farmacii a srovnáním s jinými pomocnými látkami, reologickým vlastnostem polotuhých látek a jejich konzistenci. Byla měřena konzistence penetrometricky dle ČL 2009 a hodnoceny reologické vlastnosti pomocí reometru Kinexus. Konzistenci vazelíny významně ovlivňuje již přídavek 5 % tekutého parafínu a 10 % tvrdého parafínu. Výsledek zkoušky konzistence je významně ovlivněn metodou přípravy vzorků. Byly vytvořeny reogramy a viskozitní křivky. Plastické soustavy byly podrobněji popsány pomocí parametrů mocninného modelu a hodnotou meze toku. Přídavkem 5 % tekutého parafínu k bílé vazelíně se významně snížil koeficient konzistence i index tokového chování. Dalším přídavkem tekutého parafínu již nebyly tyto charakteristiky ovlivněny. Přídavek tvrdého parafínu ovlivnil pouze koeficient konzistence, a to až při koncentraci 20 %....
|
|
|
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.
|
|
|
Rheology of Inorganic Materials in Technology
Wirthová, Michaela ; Živica,, Vladimír (oponent) ; Palou, Martin (oponent) ; Havlica, Jaromír (vedoucí práce)
The doctoral thesis deals with the study of the rheological behavior of the cement based systems. The introductory part includes theoretical knowledge about rheology and materials of interest (cement, self-compacting concrete, superplasticizers). A detailed description of the rheological behavior of the fresh cement based materials follows. In addition the hydration of the cement, calorimetry, Vicat test, X-ray powder diffractometry and scanning electron microscope are described. The experimental part is divided into two parts. First part is concerning the self-compacting concrete and their matrixes and includes basic characterization, rheological measurements and investigation of the static yield stress. Second part is regarding the cement pastes, which were tested via several methods with using the parallel plate rheometer, Vicat apparatus, isoperibolic and modular calorimeter, X-ray diffractometer and scanning electron microscope.
|
|
|
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.