|
|
Fatigue resistance and mechanisms of the fatigue damage in materials for high temperatures
Petráš, Roman ; Kohout,, Jan (oponent) ; Weidner, Anja (oponent) ; Polák, Jaroslav (vedoucí práce)
Superaustenitic stainless 22Cr25NiWCoCu steel designed for high temperature applications in power generation industry was investigated in terms of low cycle fatigue at room and elevated temperature. Individual specimens were subjected to different loading procedures in order to study the material response along with the mechanism of fatigue damage. Cyclic hardening/softening curves, Coffin-Manson and cyclic stress-strain curves were evaluated. Life-time behavior for various types of loading procedures was discussed with respect to the effective damage mechanisms developed under specific loading conditions. Standard isothermal low cycle fatigue tests at room and elevated temperature were conducted. Hysteresis loops recorded during cycling were analyzed by means of generalized statistical theory of hysteresis loop. The probability density distribution function of the internal critical stresses and its evolution during cycling straining was derived for different strain amplitudes. Evolution of the surface relief along with the internal dislocation arrangement for both temperatures was assessed in relation to the development of the probability density function of internal critical stresses. Surface relief evolution using SEM equipped with FIB revealed the early fatigue crack formation. Cyclic loading at room temperature resulted in the localization of the cyclic plastic strain into persistent slip bands and formation of surface persistent slip marking consisting of extrusions and intrusions. Deepening of an intrusion leads to the initiation of the fatigue crack from the tip of the deepest intrusion. Distinctive mechanism of the early crack formation was found in test at elevated temperature where the effect of environment is crucial. Rapid oxidation of the grain boundaries and subsequent cracking of the oxidized grain boundaries represent effective mechanisms of the nucleation of I-stage fatigue crack. Additional 10 minute tensile dwells implemented into the loading cycle led to the internal damage evolution. To reveal internal damage the longitudinal cross-sections parallel to the stress axis of the tested specimen were produced. The crack paths and their relation to the grain and twin boundaries were studied using electron back-scattered diffraction (EBSD) technique. The influence of dwells introduced in the loading cycle on fatigue life is assessed in relation to the evolution of the surface relief and internal damage. Specimens were also exposed to more complex loading procedures where the load along with the temperature varies with time simultaneously. In-phase and out-of-phase type thermomechanical fatigue (TMF) tests with or without dwells were conducted. Rapid cyclic hardening was observed in all tests regardless of the strain amplitude applied while tendency to saturation was found primarily in out-of-phase loading with/without dwells. Investigation of the surface relief by means of SEM along with FIB cutting revealed the preferential oxidization and cracking of the grain boundaries perpendicular to the loading axis. Dwells implemented in maximum tension resulted in the enlargement of the plastic strain amplitude and to the additional creep damage in the form of internal cracks. Intergranular crack propagation was observed for in-phase cycling with/without dwells. Damage evolution in out-of-phase cycling was found to be principally similar for straining with and without dwell.
|
|
|
Fluxmetr s grafickým zobrazením B-H křivky
Ježek, Jaroslav ; Mačák, Jaromír (oponent) ; Hanák, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá jednoduchým fluxmetrem, který je schopen spolu s dalšími přístroji zobrazovat hysterezní smyčku. Hysterezní smyčka je grafické vyjádření závislosti magnetické indukce na intenzitě magnetického pole. K zobrazení hysterezní smyčky je použit osciloskop. Tento přístroj je plně dostačující pro zobrazovaní. Měřenými předměty jsou solenoidy z různých druhů materiálu o shodném tvaru. Hlavním cílem diplomové práce je návrh, realizace a popis fluxmetru. Fluxmetr se skládá z několika dílčích bloků. Prvním dílčím blokem, kterým se práce zabývá, je generátor signálu, který je schopen generovat různé druhy signálu. Generovaný signál se přivádí na primární vinutí solenoidu, kde vzniká magnetické pole o dané intenzitě. K získání dostatečné intenzity je použit zesilovač. Dále se práce zabývá návrhem integrátoru, který je nezbytný pro správnou funkci fluxmetru. V práci je uvedeno blokové schéma propojení jednotlivých částí, tak jak bylo navrhnuto. Na konci práce jsou popsány dosažené naměřené výsledky a jejich popis.
|
|
|
Měření a záznam počáteční magnetizační křivky a hysterezní křivky feromagnetických materiálů
Tran, Quoc Bao ; Vaněk, Jiří (oponent) ; Klvač, Ondřej (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá měřením křivky prvotní magnetizace a hysterezní křivky. Práce je rozdělena na dvě části, a to na teoretickou část a praktickou část. V teoretické části je popsán vznik magnetického pole v látkách, vybuzení magnetického pole elektrickým proudem nebo také vybuzení elektrického proudu změnou magnetického pole. Dále se v praktické části práce zaměřuje na návrh, konstrukce a testování zesilovače a na samotné měření a zobrazení hysterezní smyčky. V závěru je shrnuto, jakých výsledků bylo dosaženo
|
|
|
Zpracování napěťově deformační odezvy v průběhu cyklického zatěžování
Lehnert, Ondřej ; Slámečka, Karel (oponent) ; Horníková, Jana (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na zpracování dat ze zkušebního stroje a na stanovení cyklické křivky napětí-deformace s pomocí vrcholů saturovaných hysterezních smyček. Před samotnou analýzou dat je v této práci rozepsána rešeršní studie zabývající se obecně únavou materiálu, posléze zaměřena na změnu mechanických vlastností, popis hysterezních smyček a cyklické křivky. Poté následuje postup analýzy dat ze zkušebního stroje, jejímž cílem je porovnání cyklické křivky s tahovou křivkou a její matematický popis.
|
|
|
Feroelektrika v elektrickém poli
Pavelka, Petr ; Rozsívalová, Zdenka (oponent) ; Frk, Martin (vedoucí práce)
Předložená práce popisuje vlastnosti a použití feroelektrických materiálů nacházejících uplatnění v elektrotechnickém a elektronickém průmyslu. Práce je zaměřena zejména na jejich chování v elektrickém poli o různých intenzitách. Jako nejvhodnější měřící metoda byla volena metoda pomocí osciloskopu. Pro vlastní měření v praktické části byl vyroben experimentální přípravek s pěti vzorky, jejíchž vlastnosti byly následně proměřeny. Pro zaznamenání hysterezní smyčky byl vytvořen program v programovém prostředí VEE PRO a jeho funkčnost byla ověřena na vyrobeném přípravku, kde byla zároveň proměřena i napěťová závislost složek komplexní permitivity.
|
|
|
Návrh výkonového zesilovače proudu pro induktivní zátěž
Nimrichter, Filip ; Steinbauer, Miloslav (oponent) ; Roubal, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá Howlandovým zdrojem proudu, který by měl pracovat s čistě induktivní zátěží do frekvence 10 kHz. Tento zdroj proudu bude budit cívku s nelineárním magnetickým jádrem, takže by měl dodat minimálně 4 A. Práce se soustředí na stabilizaci, praktický návrh a měření reálných vlastností Howlandova zdroje proudu. Stabilita byla ověřena v programu PSpice a Micro-Cap. Praktický návrh byl sestaven v programu EAGLE.
|
|
|
Měření a záznam počáteční magnetizační křivky a hysterezní křivky feromagnetických materiálů
Tran, Quoc Bao ; Vaněk, Jiří (oponent) ; Klvač, Ondřej (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá měřením křivky prvotní magnetizace a hysterezní křivky. Práce je rozdělena na dvě části, a to na teoretickou část a praktickou část. V teoretické části je popsán vznik magnetického pole v látkách, vybuzení magnetického pole elektrickým proudem nebo také vybuzení elektrického proudu změnou magnetického pole. Dále se v praktické části práce zaměřuje na návrh, konstrukce a testování zesilovače a na samotné měření a zobrazení hysterezní smyčky. V závěru je shrnuto, jakých výsledků bylo dosaženo
|
|
| |
|
|
Vliv hydrologických extrémů na kvalitu povrchových vod v pramenných oblastech. Aplikace v modelovém povodí horní Rolavy.
Šajnarová, Lucie ; Matoušková, Milada (vedoucí práce) ; Havlíková, Petra (oponent)
Srážko-odtokové extrémy v pramenných oblastech toků mají výrazný vliv na změny v geochemismu povrchových vod, které jsou navíc ovlivňovány rašeliništi v povodí. Mezi hlavní cíle této práce patří rešerše odborné literatury na téma změn geochemismu povrchových vod v pramenných oblastech s rašeliništi v povodí v reakci na srážko-odtokové extrémy. Dále byla provedena analýza odtokových a srážkových poměrů v hydrologických letech 2018, 2019 a 2020 a analýza změn parametrů kvality vody v závislosti na srážko-odtokových extrémech pro období od roku 2013 do roku 2020. Vztah konduktivity a průtoku byl sledován pomocí hysterézních smyček. V práci byla využita data z experimentálního profilu KFGG PřF UK na Slatinném potoce a data o průtocích pro profil Chaloupky na Rolavě od ČHMÚ. Výsledky ukázaly, že vztah konduktivity a průtoku lze analyzovat pomocí hysterézních smyček zejména v obdobích při rychlém zvýšení průtoků a jejich tvar se mění v závislosti na prekondici povodí. Závislost na průtoku byla pozorována také u jiných parametrů, například u železa. Klíčová slova: hydrologické sucho, povodeň, kvalita povrchové vody, rašeliniště, elektrická vodivost, hysterézní smyčka
|
|
|
Fatigue resistance and mechanisms of the fatigue damage in materials for high temperatures
Petráš, Roman ; Kohout,, Jan (oponent) ; Weidner, Anja (oponent) ; Polák, Jaroslav (vedoucí práce)
Superaustenitic stainless 22Cr25NiWCoCu steel designed for high temperature applications in power generation industry was investigated in terms of low cycle fatigue at room and elevated temperature. Individual specimens were subjected to different loading procedures in order to study the material response along with the mechanism of fatigue damage. Cyclic hardening/softening curves, Coffin-Manson and cyclic stress-strain curves were evaluated. Life-time behavior for various types of loading procedures was discussed with respect to the effective damage mechanisms developed under specific loading conditions. Standard isothermal low cycle fatigue tests at room and elevated temperature were conducted. Hysteresis loops recorded during cycling were analyzed by means of generalized statistical theory of hysteresis loop. The probability density distribution function of the internal critical stresses and its evolution during cycling straining was derived for different strain amplitudes. Evolution of the surface relief along with the internal dislocation arrangement for both temperatures was assessed in relation to the development of the probability density function of internal critical stresses. Surface relief evolution using SEM equipped with FIB revealed the early fatigue crack formation. Cyclic loading at room temperature resulted in the localization of the cyclic plastic strain into persistent slip bands and formation of surface persistent slip marking consisting of extrusions and intrusions. Deepening of an intrusion leads to the initiation of the fatigue crack from the tip of the deepest intrusion. Distinctive mechanism of the early crack formation was found in test at elevated temperature where the effect of environment is crucial. Rapid oxidation of the grain boundaries and subsequent cracking of the oxidized grain boundaries represent effective mechanisms of the nucleation of I-stage fatigue crack. Additional 10 minute tensile dwells implemented into the loading cycle led to the internal damage evolution. To reveal internal damage the longitudinal cross-sections parallel to the stress axis of the tested specimen were produced. The crack paths and their relation to the grain and twin boundaries were studied using electron back-scattered diffraction (EBSD) technique. The influence of dwells introduced in the loading cycle on fatigue life is assessed in relation to the evolution of the surface relief and internal damage. Specimens were also exposed to more complex loading procedures where the load along with the temperature varies with time simultaneously. In-phase and out-of-phase type thermomechanical fatigue (TMF) tests with or without dwells were conducted. Rapid cyclic hardening was observed in all tests regardless of the strain amplitude applied while tendency to saturation was found primarily in out-of-phase loading with/without dwells. Investigation of the surface relief by means of SEM along with FIB cutting revealed the preferential oxidization and cracking of the grain boundaries perpendicular to the loading axis. Dwells implemented in maximum tension resulted in the enlargement of the plastic strain amplitude and to the additional creep damage in the form of internal cracks. Intergranular crack propagation was observed for in-phase cycling with/without dwells. Damage evolution in out-of-phase cycling was found to be principally similar for straining with and without dwell.
|
host ::
RSS.