|
|
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.
|
|
|
Fluxmeter with graphical display of B-H curve
Ježek, Jaroslav ; Mačák, Jaromír (referee) ; Hanák, Pavel (advisor)
This work deals with simple fluxmeter which is able, together with other device, to show hysteresis loop. Hysteresis loop is a graphic expression of dependence of magnetic induction on intensity of magnetic field. Oscilloscope is used to display the hysteresis loop. This device is fully sufficient for the display. The measured objects are solenoids from various kinds of materials with the same shape. The main aim of this work is the design, realization and description of the fluxmeter. The fluxmeter consists of several partial blocks. The first one, on which this work is focused, is signal generator which is able to generace different kinds of signal. The generated signal comes on primary winding of solenoid where a magnetic field on a given intensity rises. An amplifier is used to obtain the sufficient intensity. Next thing this work is focused on is the design of the integrator which is necessary for the correct function of the fluxmeter. As suggested, there is shown the block diagram of linking of individual parts. There are described the measured results at the end of this work.
|
|
|
Measurement and recording of the initial magnetization curve and hysteresis curve of ferromagnetic materials
Tran, Quoc Bao ; Vaněk, Jiří (referee) ; Klvač, Ondřej (advisor)
This thesis deals with the measurement of primary magnetization curves and hysteresis loop. The thesis is divided into two parts, the theoretical part and the practical part. The theoretical part describes the creation of magnetic field in materials, excitation of magnetic field by electric current or excitation of electric current by changing magnetic field. The practical part is focused on designing, construction and testing of amplifier and the measurement and displaying of hysteresis loop. In the end of the thesis is summarized what results were achieved.
|
|
|
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.
|
|
|
Ferroelectrics in an electric field
Pavelka, Petr ; Rozsívalová, Zdenka (referee) ; Frk, Martin (advisor)
The submitted thesis describes characteristics and use of ferroelectric materials which find their utilization in electrotechnical and electronics industry. The thesis is mainly aimed at their behaviour in the electrical field at various intensity. The method using an osciloscope is selected for measuring. For the main measuring in part of this thesis was produced experimental wafer with five samples which were subsequently mesuared. The VEE PRO program was used for creating of collecting datas for histeresis loop and it’s functionality was checked on wafer with five examples in measuring. During this measuring was also measured electric tension dependence of components of complex permittivity.
|
|
|
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.
|
|
|
Measurement and recording of the initial magnetization curve and hysteresis curve of ferromagnetic materials
Tran, Quoc Bao ; Vaněk, Jiří (referee) ; Klvač, Ondřej (advisor)
This thesis deals with the measurement of primary magnetization curves and hysteresis loop. The thesis is divided into two parts, the theoretical part and the practical part. The theoretical part describes the creation of magnetic field in materials, excitation of magnetic field by electric current or excitation of electric current by changing magnetic field. The practical part is focused on designing, construction and testing of amplifier and the measurement and displaying of hysteresis loop. In the end of the thesis is summarized what results were achieved.
|
|
| |
|
|
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.
|
guest ::
