|
|
Low cycle fatigue of pseudoelastic NiTi alloy
Kaňová, Monika ; Hutař, Pavel (referee) ; Pantělejev, Libor (advisor)
This work is focused on study of mechanical properties of NiTi alloy which shows pseudoelastic and shape memory behaviour. Functional and structural fatigue of the material is examined. The main aim of this work was to perform and to evaluate a series of fatigue tests. The material was supplied in the form of wire which was gripped in the machine using special grips. In the first part of the experiment, tensile tests are evaluated and the reproducibility of measurements is demonstrated. Then, a series of cyclic tests was performed. Results were analysed together with previous measurements. One part of discussion concerned changes of the hysteresis loops during cycling and their dependence on strain rate. The fatigue life curves were plotted. It was found that these curves have non-standard shapes. The reasons for this are explained in the work.
|
|
|
Experimental data processing for calibration of isotropic hardening model
Chlaň, Jakub ; Kubík, Petr (referee) ; Šebek, František (advisor)
The main aim of the present bachelor's thesis is to create a universally applicable script, which is used for the data processing of the fatigue test in order to calibrate the isotropic hardening model. The theoretical part is devoted to the phenomenon of cyclic hardening/softening, the mathematical models of hardening and last but not least, the practice of fatigue tests together with the possibilities of their evaluation. The rest of the work includes the algorithm creation procedure and demonstration of its functionality by processing data from fatigue tests of alloy AlCu4Mg1.
|
|
|
Fatigue resistance and mechanisms of the fatigue damage in materials for high temperatures
Petráš, Roman ; Kohout,, Jan (referee) ; Weidner, Anja (referee) ; Polák, Jaroslav (advisor)
Superaustenitická korozivzdorná ocel typu 22Cr25NiWCoCu určená pro vysokoteplotní aplikace v energetickém průmyslu byla studována za podmínek nízkocyklové únavy při pokojové a zvýšené teplotě. Jednotlivé vzorky byly podrobeny různým zátěžným procedurám, což umožnilo studium materiálové odezvy spolu s mechanismem poškození. Křivky cyklického zpevnění/změkčení, cyklického napětí a Coffin-Mansonovy křivky byly vyhodnoceny. Únavová životnost materiálu byla diskutována s ohledem na uplatňované mechanismy poškození, které se vyvinuly za specifických zátěžných podmínek. Standardní izotermální únavové experimenty byly provedeny při pokojové a zvýšené teplotě. Hysterezní smyčky zaznamenané během cyklického zatěžování byly analyzovány pomocí zobecněné statistické teorie hysterezní smyčky. Pro různé amplitudy napětí byla určena jak distribuce hustoty pravděpodobnosti interních kritických napětí (dále PDF), tak rovněž zjištěn její vývoj během cyklického namáhání. Zjištěné průběhy PDF byly korelovány s vývojem povrchového reliéfu a vnitřního dislokačního uspořádání zdokumentované pro obě teploty pomocí rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) vybavené technikou fokusovaného iontového svazku (FIB), která umožnila rovněž efektivní studium nukleace povrchových únavových trhlin. Při cyklickém zatížení při pokojové teplotě byla pozorována lokalizace cyklické plastické deformace do perzistentních skluzových pásů (PSP). V místech, kde tyto PSP vystupují na povrch materiálu byly pozorovány perzistentní skluzové stopy (PSS) tvořené extruzemi a intruzemi. Postupné prohlubování intruzí, zejména na čele nejhlubší intruze, vede k iniciaci únavové trhliny. Odlišný mechanismus tvorby trhlin byl zjištěn při únavové zkoušce při zvýšené teplotě, kde zásadní roli hrál vliv prostředí. Rychlá oxidace hranic zrn a jejich následné popraskání představuje dominantní mechanismus v I. stádiu nukleace trhlin. Aplikace desetiminutové prodlevy v tahové části zátěžného cyklu vedlo k vývoji vnitřního (kavitačního) poškozování. Mechanismy vnitřního poškozování byly studovány na podélných řezech rovnoběžných s napěťovou osou zkušebních vzorků. Trhliny a jejich vztah k hranicím zrn a dvojčat byly studovány pomocí difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Vliv prodlevy na únavovou životnost byl korelován s vývojem povrchového reliéfu a vnitřního poškození. Vzorky z uvedené oceli byly rovněž podrobeny zkouškám termomechanické únavy (TMF), při nichž se v čase mění jak zátěžná síla tak i teplota. Termomechanické únavové zkoušky v režimu soufázném (in-phase) a protifázném (out-of-phase) byly provedeny jak s prodlevou, tak i bez ní. Ve všech případech bylo pozorováno rychlé cyklické zpevnění bez ohledu na použitou amplitudu deformace, u vzorků testovaných v out-of-phase režimu byla zjištěna tendence k saturaci. Zkoumáním povrchového reliéfu za pomocí technik SEM a FIB byla odhalena přednostní oxidace hranic zrn a následné praskání těchto hranic kolmo k ose zatížení. Prodlevy v cyklech při maximálním napětí vedly ke zvýšení amplitudy plastické deformace a následně ke creepovému poškození ve formě vnitřních kavit a trhlin. Interkrystalické šíření trhlin bylo pozorováno na vzorcích testovaných v režimu in-phase. Vývoj poškození v režimu out-of-phase nebyl principiálně ovlivněn zařazením prodlevy do zátěžného cyklu. Charakteristickým znakem namáhání v režimu out-of-phase je nukleace několika trhlin v homogenní oxidické vrstvě jdoucích napříč zrny kolmo k ose zatěžování.
|
|
|
Assesment of stress strain response during cyclic loading
Lehnert, Ondřej ; Slámečka, Karel (referee) ; Horníková, Jana (advisor)
This bachelor´s thesis is focused on assessment of data extracted from testing machine and establishment of cyclic stress-strain curve using peaks of saturated hysteresis loops. In this thesis before data analysis itself, is written down research study about general fatigue of material, then the study is focused on change of mechanical attributes, description of hysteresis loops and cyclic curve. After that follows the procedure of data analysis extracted from testing machine aimed to compare cyclic curve with tensile curve and its mathematical description.
|
|
|
Dynamic tensile experiments of hard rubber on instron test machine under finite deformations
Šulc, Petr ; Pešek, Luděk ; Bula, Vítězslav ; Šnábl, Pavel
This paper deals with the first experimental tests of hard rubbers under tensile harmonic loading on the axial-torsional servohydraulic Instron 8852 test machine. The objective of these experiments on cylindrical rubber specimens on this machine is to obtain stress-strain curves of rubber specimens, first considering uniaxial finite longitudinal strains for a single load cycle. Next, the hysteresis loops and their skeleton curves are compared for two selected strain measures as a function of their conjugate stress. It is shown how to obtain the dependence between elongation in the axial direction and constriction in the radial direction, which is used to determine the Cauchy stress in this configuration.
|
|
|
The Design of current power amplifier for inductive load
Nimrichter, Filip ; Steinbauer, Miloslav (referee) ; Roubal, Zdeněk (advisor)
This batchelor thesis deals with Howland current source that should work with purely inductive loads up to 10 kHz. This current source will excite a coil with a nonlinear magnetic core, so it should deliver a current of at least 4 A. The main focus of the thesis is on the stabilization, practicle design and measurement of real properties of the Howland current source. This stability has been verified in PSpice and Micro-Cap. The practical design was compiled in the program EAGLE.
|
|
| |
|
|
Impacts of hydrological extremes on surface water quality in headwater areas. Application in the model study area of the upper Rolava catchment.
Šajnarová, Lucie ; Matoušková, Milada (advisor) ; Havlíková, Petra (referee)
Precipitation-runoff extremes in the source areas have a significant effect on changes in the geochemism of surface waters, which also affect peatlands in the basin. The main goals of this theses include research literature on the topic of changes in the geochemism of surface waters in spring areas with peat bogs in the basin in response to precipitation-runoff extremes. Furthermore, an analysis of runoff and precipitation conditions in the hydrological years 2018, 2019 and 2020 and an analysis of changes in water quality parameters depending on precipitation-runoff extremes for the period from 2013 to 2020 were performed. The relationship between conductivity and flow was monitored using hysteresis loops. The work used data from the experimental profile of KFGG PřF UK on the Slatinný potok and data on flows for the profile Chaloupky in the Rolava from ČHMÚ. The results show that the relationship between conductivity and flow can be analyzed using hysteresis loops, especially in the period with a rapid increase in flow and their shape changes depending on the reconditioning of the basin. Flow dependence was also observed for other parameters, such as iron. Keywords: hydrological drought, flood, surface water quality, peat bog, electrical conductivity, hysteresis loop
|
|
|
Fatigue resistance and mechanisms of the fatigue damage in materials for high temperatures
Petráš, Roman ; Kohout,, Jan (referee) ; Weidner, Anja (referee) ; Polák, Jaroslav (advisor)
Superaustenitická korozivzdorná ocel typu 22Cr25NiWCoCu určená pro vysokoteplotní aplikace v energetickém průmyslu byla studována za podmínek nízkocyklové únavy při pokojové a zvýšené teplotě. Jednotlivé vzorky byly podrobeny různým zátěžným procedurám, což umožnilo studium materiálové odezvy spolu s mechanismem poškození. Křivky cyklického zpevnění/změkčení, cyklického napětí a Coffin-Mansonovy křivky byly vyhodnoceny. Únavová životnost materiálu byla diskutována s ohledem na uplatňované mechanismy poškození, které se vyvinuly za specifických zátěžných podmínek. Standardní izotermální únavové experimenty byly provedeny při pokojové a zvýšené teplotě. Hysterezní smyčky zaznamenané během cyklického zatěžování byly analyzovány pomocí zobecněné statistické teorie hysterezní smyčky. Pro různé amplitudy napětí byla určena jak distribuce hustoty pravděpodobnosti interních kritických napětí (dále PDF), tak rovněž zjištěn její vývoj během cyklického namáhání. Zjištěné průběhy PDF byly korelovány s vývojem povrchového reliéfu a vnitřního dislokačního uspořádání zdokumentované pro obě teploty pomocí rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) vybavené technikou fokusovaného iontového svazku (FIB), která umožnila rovněž efektivní studium nukleace povrchových únavových trhlin. Při cyklickém zatížení při pokojové teplotě byla pozorována lokalizace cyklické plastické deformace do perzistentních skluzových pásů (PSP). V místech, kde tyto PSP vystupují na povrch materiálu byly pozorovány perzistentní skluzové stopy (PSS) tvořené extruzemi a intruzemi. Postupné prohlubování intruzí, zejména na čele nejhlubší intruze, vede k iniciaci únavové trhliny. Odlišný mechanismus tvorby trhlin byl zjištěn při únavové zkoušce při zvýšené teplotě, kde zásadní roli hrál vliv prostředí. Rychlá oxidace hranic zrn a jejich následné popraskání představuje dominantní mechanismus v I. stádiu nukleace trhlin. Aplikace desetiminutové prodlevy v tahové části zátěžného cyklu vedlo k vývoji vnitřního (kavitačního) poškozování. Mechanismy vnitřního poškozování byly studovány na podélných řezech rovnoběžných s napěťovou osou zkušebních vzorků. Trhliny a jejich vztah k hranicím zrn a dvojčat byly studovány pomocí difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Vliv prodlevy na únavovou životnost byl korelován s vývojem povrchového reliéfu a vnitřního poškození. Vzorky z uvedené oceli byly rovněž podrobeny zkouškám termomechanické únavy (TMF), při nichž se v čase mění jak zátěžná síla tak i teplota. Termomechanické únavové zkoušky v režimu soufázném (in-phase) a protifázném (out-of-phase) byly provedeny jak s prodlevou, tak i bez ní. Ve všech případech bylo pozorováno rychlé cyklické zpevnění bez ohledu na použitou amplitudu deformace, u vzorků testovaných v out-of-phase režimu byla zjištěna tendence k saturaci. Zkoumáním povrchového reliéfu za pomocí technik SEM a FIB byla odhalena přednostní oxidace hranic zrn a následné praskání těchto hranic kolmo k ose zatížení. Prodlevy v cyklech při maximálním napětí vedly ke zvýšení amplitudy plastické deformace a následně ke creepovému poškození ve formě vnitřních kavit a trhlin. Interkrystalické šíření trhlin bylo pozorováno na vzorcích testovaných v režimu in-phase. Vývoj poškození v režimu out-of-phase nebyl principiálně ovlivněn zařazením prodlevy do zátěžného cyklu. Charakteristickým znakem namáhání v režimu out-of-phase je nukleace několika trhlin v homogenní oxidické vrstvě jdoucích napříč zrny kolmo k ose zatěžování.
|
|
|
Testing of HPD model of dissipated energy of hard rubbers at torsional finite Deformations and temperatures
Šulc, Petr ; Pešek, Luděk ; Bula, Vítězslav ; Šnábl, Pavel
This paper deals with the temperature dependence of hard rubber behavior on torsional harmonic loading. This behavior was described by dissipated and deformation energy of the rubber. This knowledge was used to test the validity of the hyperelastic proportional damping (HPD) in dependence on temperature and finite deformations. From the experiments, the dissipated energy was obtained from the hysteresis loop in one period of harmonic load, depending on the temperature for the given frequency. The deformation energy was determined from the shear stress analysis on the surface of the cylinder considering hyperelasticity. The constants of these models were obtained by optimizing the stress-strain curve from the shear analysis on the cylinder surface. With this optimization, the Yeoh hyperelastic model was chosen.
|
guest ::
