|
|
Experimentálne zistenie radiálných modulov pružnosti jarného a letného dreva smreku obyčajného métodou DIC
Vido, Michal
Cílem této práce je zjistit radiální modul pružnosti v tlaku a srovnání metod zjišťování modulu pružnosti pomocí příčníku a pomocí korelace digitálního obrazu (DIC). Na celkový výpočet modulu pružnosti pomocí DIC byl použit příčný Reussův model deformace kompozitu. Dále byly porovnávány jednotlivé moduly pružnosti mezi jarním a letním dřevem smrku ztepilého (Picea abies L.). Průměrná hodnota modulu pružnosti zjišťována pomocí příčníku je 270,57 MPa. Hodnota modulu pružnosti celého vzorku zjišťována pomocí DIC je v průměru pro všech dvacet vzorků 993,88 MPa. Další hodnotou je modul pružnosti celého vzorku měřeného pomocí DIC, který je převeden pomocí Reussovho modelu a ten má průměrnou hodnotu 969,7 MPa. Vzorky letního dřeva zjištěny pomocí DIC mají průměrnou hodnotu modulu pružnosti 1226,67 MPa a vzorky letního dřeva zjištěny pomocí příčníku mají hodnotu modulu pružnosti 1036,53 MPa. Poslední hodnotou je modul pružnosti jarního dřeva změřen pomocí DIC, který má v průměru 909,67 MPa.
|
|
|
Analýza deformací dřeva smrku ztepilého zatíženého tlakem v tangenciálním směru
Šotner, Martin
Hlavním přínosem této bakalářské práce je analýza mechanických vlastností smrku ztepilého (Picea abies L.) zatíženého tlakem v tangenciálním směru. Je zde uvedena základní teorie mikroskopické stavby struktury dřeva a přehled starších i moderních metod (dle současné literatury) pro vyhodnocení deformací, z nichž vybrané jsou využity v experimentální části této práce. Měření mechanických zkoušek probíhá za pomocí příčníku současně s metodou korelace digitálního obrazu (DIC) pro zjištění modulů pružnosti a maximálního napětí (pevnosti). Jsou vyhodnocovány parametry letního a jarního dřeva pomocí tlakových zkoušek vzorků letního dřeva elektromechanickými materiálovými testovacími systémy (Tinius a Zwick) a za pomoci Voigtova modelu deformace kompozitu na přesném změření objemového podílu vláken. Získané výsledky jsou statisticky vyhodnoceny a porovnány. Na základě faktoru trhačky byla hodnota průměrného odvozeného modulu pružnosti stanovena na 807,12 MPa, což je hodnota, která se přibližuje skutečnému modulu pružnosti letního dřeva zjištěného aplikací Voigtova modelu, průměrně 929,32 MPa. Hodnota odvozeného modulu pružnosti je o cca 15 % nižší, než je přesněji zjištěný skutečný modul pružnosti letního dřeva. Podobným způsobem jako separované moduly pružnosti byly zjištěny i pevnosti (max. napětí), průměrná hodnota max. napětí v jarním dřevě byla 5,47 MPa a v letním 10,25 MPa.
|
|
|
Snímání deformací dřeva s vysokou vlhkostí a výskytem vad pomocí metody DIC
Piňos, Pavel
Tato diplomová práce je zaměřena na snímání deformací dřeva, které vykazuje vysokou vlhkost a navíc ve své struktuře obsahuje vady. Experiment byl proveden na standardních zkušebních tělíscích. Jako dřeviny byly zvoleny buk, dub a topol. U těchto dřevin byl studován vliv vysoké vlhkosti a vad na mechanické vlastnosti a deformace. Cílem je zjistit vzájemný rozdíl a porovnání výsledků mezi deformacemi měřenými běžně používanými konvenčními metodami a bezkontaktní metodou korelace digitálního obrazu (DIC), a ověřit tak použitelnost této optické metody. Součástí práce je i numerický model.
|
|
|
Analysis of the mechanical behavior of wood by means of digital image correlation
Brabec, Martin
Plnopolní optické metody snímání deformací jako je např. digitální korelace obrazu jsou schopny plně zachytit přirozenou heterogenitu dřeva. Proto se předkládaná práce snaží přispět k tomu, aby se metoda korelace obrazu stala běžnou součástí klasických mechanických zkoušek dřeva. Doplnění standardních snímačů posunutí plno-polními optickými metodami by mělo vést k získání přesnějších mechanických vlastností a umožnit vykonávání i pokročilejších analýz deformačního chování dřeva a kompozitů na bázi dřeva. Experimentální část práce je rozdělena do pěti víceméně nezávislých studií, které jsou zpracovány ve formě vědeckých publikací nebo manuskriptů. Měření byla prováděna na nejpoužívanějších druzích středoevropských dřev, a to na dřevě buku lesního (Fagus sylvatica, L.) a smrku ztepilého (Picea abies, L. Karst). Kromě masivního dřeva, byly mechanické zkoušky prováděny také na nově vyvinutém kompozitním materiálu na bázi dřeva se sendvičovou strukturou. Tento materiál je tvořen jádrem z břízové překližky, které oboustranně oplášťováno tenkou dřevotřískovou deskou. Zkušební tělesa byla zatěžována pomocí klasických mechanických zkoušek jako je prostý tlak, prostý tah, tříbodý ohyb a krut. V první případové studii byla plno-polní deformační data použita pro odhalení příčiny nestandardního deformačního chování smrku a buku během tlakového zatížení podél vláken. Příčina nestandardního chování byla spatřena v náhlém kolapsu (stlačení) kontaktních zón, které jsou ve styku s tlačnými deskami, které způsobilo nulovou až zápornou deformaci (rozpínání) středové části zkušebního tělesa. Cílem druhé případové studie bylo identifikovat pozici neutrální osy v deformačním poli přírodního a tepelně upraveného dřeva buku v průběhu klasické tříbodé ohybové zkoušky. Relativní pozice neutrální osy byla stanovena ze vzájemné polohy neutrální osy a geometrické osy zkušebního tělesa. Geometrická osa byla získána pomocí několika kroků v rámci zpracování digitálního obrazu. Z výsledků je patrné, že netrální osa a geometrická zkušebního tělesa se téměř překrývají, což paltí jak pro přírodní tak i tepelně upravené dřevo buku. Třetí případová studie byla zaměřena na stanovení obou podélných smykových modulů dřeva buku pomocí plno-polních smykových deformací, získaných z jedné krutové zkoušky, v kmbinaci s analytickým řešením pro výpočet distribuce smykového napětí v radiálním a tangenciálním směru na podélně-radiální a podélně-tangenciální rovině dřeva. Oba podélné smykové moduly se vzájemně lišily, přičemž se vzrůstajícím zatížením se rozdíl zvyšoval. V rámci čtvrté případové studie byla provedena verifikace (ověření) elastického materiálového modelu používaného při konečně-prvkových analýzách pomocí plno-polních smykových deformací v okolí zářezů na zkušebních tělesech ve tvaru psí kosti, které byly zatíženy jednoosým tahem. Byla nalezena velmi dobrá shoda mezi numericky predikovanými a experimentálně naměřenými deformacemi pro podélně-radiální i podélně-tangenciální smykovou rovinu. Pátá případová studie se zabývá charakteristikou elastického deformačního chování nově vyvinutého kompozitního materiálu na bázi dřeva se sendvičovou strukturou. Na základě plno-polní analýzy deformací byla identifikována místa, kde dochází k lokální koncetraci deformací. Tyto místa se nacházela v jádře při zatížení kolmo na plochu desky, resp. na krycích deskách při zatížení rovnoběžně s plochou desky. Rozmanitost prezentovaných výsledků potvrdila širokou aplikovatelnost optických metod v materiálové mechanice. Z toho důvodu, lze použití plnopolní optické metody založené na principu korelace digitálního obrazu v rámci experimentální mechaniky dřeva a materiálů na bázi dřeva vřele doporučit.
|
|
|
Mechanické vlastnosti vláknových uhlíkových kompozitů
Začal, Jaroslav
Vláknové uhlíkové kompozity jsou konstrukčním materiálem, který se poměrem mechanických vlastností k hmotnosti staví mezi perspektivní konstrukční materiály. Nicméně, rozsah a objem použití těchto kompozitů v technické praxi stále neodpovídá potenciálu, který tento moderní materiál nabízí. Jedním z důvodů je nedostatek adekvátních nástrojů pro kontinuální kontrolu výroby těchto materiálů a pro monitoring mechanické kondice již hotových součástí v konstrukcích. Proto se tato disertační práce zaměřuje na zvýšení efektivity snímání deformační odezvy těchto kompozitů, zatížených jednoosým tahem prostřednictvím současného nasazení metody akustické emise (AE), optické metody pro snímání povrchových deformačních polí (DIC) a skenovací elektronové mikroskopie (SEM). Kombinace využitých metod se stala silným nástrojem pro identifikaci a monitorování celého procesu degradace kompozitního materiálu v průběhu mechanického zatížení.
|
|
| |
|
|
Numerická a experimentální analýza vybraného celodřevěného tesařského spoje
Zámečník, Petr
V této práci je rozebrána a specifikována metoda porovnání numerické a experimentální analýzy tesařského spoje -- zapuštění, toto slouží k zefektivnění hodnocení mechanického chování tesařských spojů. Numerická část byla parametricky vymodelována v konečně-prvkovém řešiči Ansys APDL, kde byly vymodelovány tři varianty geometrie spoje a jedna z nich vyhodnocena pomocí slepení i kontaktní analýzy. Obě metody byly dále porovnány s experimentální zkouškou vyhodnocenou pomocí korelace digitálního obrazu. Vybrané výsledky ze snímku DIC představovaly majoritní shodu, s ohledem na rozdíly, které byly způsobeny metrickými nedostatky reálného zhotovení vzorku použitého při experimentálním vyhodnocení.
|
|
|
Aplikace metod optické analýzy při zkoušení nábytku
Štábl, Jakub
Diplomová práce se zabývá použitím optických analýz digitálního obrazu při testování židle. Cílem práce je ukázat a porovnat různé výpočetní programy a dvě metody optického měření. Vybrané optické analýzy jsou korelace digitálního obrazu a snímání pohybu (trasování bodů). Tyto metody bezkontaktního měření jsou použity při testování židle, konkrétně při statické zkoušce sedáku a opěradla. Naměřené hodnoty se statisticky vyhodnotily a výsledky různých metod softwarů se vzájemně porovnaly. Práce se při zkoušení židle řídí předepsanými normami pro zkoušení bytové sedacího nábytku.
|
host ::
RSS.