|
|
A comparative study of ultimate load and stiffness of metal-to-composite joints
Tchír, Michal ; Šebek, František (oponent) ; Vrbka, Jan (vedoucí práce)
Nowadays, one of the method for joining especially thick and highly loaded composite components is mechanically fastened bolted joint which allows disassembly of compo-nents e.g. for repair unlike adhesively bonded joint. Traditional sizing method is first-ply-failure, however prediction post first-ply-failure behavior is important too. For structural analysis of the joints as well as for other components is widely used the finite element method. Since modern nonlinear solvers have capability for investigation post first-ply-failure behavior of laminate, this capability of one of them was used in this thesis for investigation of mechanical behavior of laminate made of GFRP layers which was joined to aluminium bracket using bolts. Progressive damage finite element models of two metal-to-composite joints were built in order to determine post first-ply-failure behaviour using three different failure criteria - maximum stress, Hill and Tsai-Wu using Nastran solver. Force-displacement curves, stiffness-displacement curves and values of loads at ultimate displacement were compared with experimental data. As residual stiffness factor influences the results of progressive failure analysis, sensitivity studies of the factor were done, in which accuracy and achieving conver-gence were investigated. In the case of the first joint an agreement is less satisfying, however, the agreement in the case of the second joint, which has a thin steel reinforc-ing plate on its bottom side, is considerably better. Excellent agreement is especially with interactive criteria Hill and Tsai-Wu.
|
|
|
Určení hlavních materiálových směrů v tkáních stěny aorty
Bogdan, Miloš ; Fedorova, Svitlana (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Cílem této práce je navrhnout způsob určování hlavních materiálových směrů tkáně stěny aorty za podmínek velkých přetvoření. Je zde navržena metoda, která je obdobou metody určování hlavních přetvoření a jejich směrů pomocí tenzometrických růžic. Ta vyplývá z obecných tenzorových vlastností. Místo tenzoru přetvoření je zde aplikovaná pro tenzor materiálových konstant. Také je zde vyvinut algoritmus výpočtu pomocí dané metody a potřebné experimenty jsou realizovány na třech vzorcích prasečích aort, kde jsou stanoveny hlavní materiálové směry a odchylky naměřených hodnot od hodnot předpokládaných jak pro malá tak pro velká přetvoření.
|
|
|
Popis rozložení napětí v okolí bimateriálového vrubu
Hrstka, Miroslav ; Klusák, Jan (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Předkládaná bakalářská práce se zabývá problémem určení exponentu singularity, pomocí kterého je možné úplně popsat rozložení napětí v okolí bimateriálového vrubu. Práce je rozdělena do čtyř částí. První část pojednává o základech lomové mechaniky, konkrétně lineárně elastické lomové mechaniky trhliny a Irwinovy koncepce faktoru intenzity napětí. Druhá část se zabývá zobecněním lineární lomové mechaniky na vruby. Ve třetí části je uveden numericko-analytický algoritmus pro výpočet exponentu singularity a určení posuvů a napětí daného vrubu složeného z dvou ortotropních materiálů. Poslední část tvoří numerický příklad, ve kterém jsou testovány konkrétní konfigurace vrubů pomocí výpočtového softwaru.
|
|
|
Popis rozložení napětí v okolí bimateriálového vrubu pomocí zobecněného faktoru intenzity napětí
Hrstka, Miroslav ; Kotoul, Michal (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá problémem stanovení zobecněného faktoru intenzity napětí a následného popisu rozložení napětí v okolí bimateriálového vrubu kombinací analytických a numerických metod. Práci je možné rozdělit do tří částí. První část pojednává o základech lomové mechaniky a mechanice kompozitních materiálů. Druhá část se zabývá metodami řešení rovinné anizotropní pružnosti, za základě kterých jsou ve třetí části sestaveny výpočtové modely. První z nich slouží k určení vlastní hodnoty exponentu singularity pomocí Lechnicky-Eshelby-Strohova formalismu. Druhý výpočtový model slouží k stanovení zobecněného faktoru intenzity napětí metodou psi-integrálu založeného na Bettiho recipročním teorému. Všechny potřebné výpočty jsou prováděny v softwarech ANSYS 12, Maple 12 a Silverforst FTN95. Výsledky budou srovnány s hodnotami získanými metodou přímé extrapolace.
|
|
|
Problém trhliny v blízkosti bimateriálové rozhraní
Svoboda, Miroslav ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem práce je seznámení se s problematikou lineární lomové mechaniky, popisem napětí a deformací v okolí vrcholu trhliny na rozhraní dvou ortotropních materiálů pomocí teorie rovinné pružnosti. První část je věnována teoretickým základům lomové mechaniky. Druhá část se zabývá výpočtem exponentu singularity v případě trhliny nakloněné pod libovolným úhlem vzhledem k bimateriálovému rozhraní. Dále se určuje koeficient intenzity napětí analyticko-numerickým přístupem pomocí MKP. Poslední, třetí část, je zaměřena na testování algoritmů na konkrétních konfiguracích trhliny vůči bimateriálovému rozhraní. V závěru se vyhodnocují numerické výsledky, vlivy mechanických vlastností materiálů a vlivy úhlu sklonu trhliny vůči rozhraní.
|
|
|
Transient response of layered orthotropic strip to transverse load
Adámek, V. ; Valeš, František ; Červ, Jan
This work concerns the transient response of an infinite two-layered strip subjected to a transverse load of impact character. The material of each layer is assumed to be specially orthotropic, i.e. the material and geometric axes coincide. Moreover, the material is modelled as linear viscoelastic using the model of standard linear viscoelastic solid such that the damping behaviour of the strip for long wavelengths and long times can be addressed. The non-stationary wave phenomena in the strip are studied using analytical approach. The system of equations of motion for the case of 2D plane-stress problem is solved using the classical method of integral transform. Once the formulas for the Laplace transforms of fundamental mechanical quantities are derived, the numerical inverse Laplace transform is used to obtain the response in time domain for a strip with free-fixed boundaries. The results for a strip composed of two orthotropic layers of specific material properties are presented in this work. Finally, this solution is confronted with the results of numerical simulations reached by a professional FE code.
|
|
|
A comparative study of ultimate load and stiffness of metal-to-composite joints
Tchír, Michal ; Šebek, František (oponent) ; Vrbka, Jan (vedoucí práce)
Nowadays, one of the method for joining especially thick and highly loaded composite components is mechanically fastened bolted joint which allows disassembly of compo-nents e.g. for repair unlike adhesively bonded joint. Traditional sizing method is first-ply-failure, however prediction post first-ply-failure behavior is important too. For structural analysis of the joints as well as for other components is widely used the finite element method. Since modern nonlinear solvers have capability for investigation post first-ply-failure behavior of laminate, this capability of one of them was used in this thesis for investigation of mechanical behavior of laminate made of GFRP layers which was joined to aluminium bracket using bolts. Progressive damage finite element models of two metal-to-composite joints were built in order to determine post first-ply-failure behaviour using three different failure criteria - maximum stress, Hill and Tsai-Wu using Nastran solver. Force-displacement curves, stiffness-displacement curves and values of loads at ultimate displacement were compared with experimental data. As residual stiffness factor influences the results of progressive failure analysis, sensitivity studies of the factor were done, in which accuracy and achieving conver-gence were investigated. In the case of the first joint an agreement is less satisfying, however, the agreement in the case of the second joint, which has a thin steel reinforc-ing plate on its bottom side, is considerably better. Excellent agreement is especially with interactive criteria Hill and Tsai-Wu.
|
|
|
Popis rozložení napětí v okolí bimateriálového vrubu pomocí zobecněného faktoru intenzity napětí
Hrstka, Miroslav ; Kotoul, Michal (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá problémem stanovení zobecněného faktoru intenzity napětí a následného popisu rozložení napětí v okolí bimateriálového vrubu kombinací analytických a numerických metod. Práci je možné rozdělit do tří částí. První část pojednává o základech lomové mechaniky a mechanice kompozitních materiálů. Druhá část se zabývá metodami řešení rovinné anizotropní pružnosti, za základě kterých jsou ve třetí části sestaveny výpočtové modely. První z nich slouží k určení vlastní hodnoty exponentu singularity pomocí Lechnicky-Eshelby-Strohova formalismu. Druhý výpočtový model slouží k stanovení zobecněného faktoru intenzity napětí metodou psi-integrálu založeného na Bettiho recipročním teorému. Všechny potřebné výpočty jsou prováděny v softwarech ANSYS 12, Maple 12 a Silverforst FTN95. Výsledky budou srovnány s hodnotami získanými metodou přímé extrapolace.
|
|
|
Problém trhliny v blízkosti bimateriálové rozhraní
Svoboda, Miroslav ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem práce je seznámení se s problematikou lineární lomové mechaniky, popisem napětí a deformací v okolí vrcholu trhliny na rozhraní dvou ortotropních materiálů pomocí teorie rovinné pružnosti. První část je věnována teoretickým základům lomové mechaniky. Druhá část se zabývá výpočtem exponentu singularity v případě trhliny nakloněné pod libovolným úhlem vzhledem k bimateriálovému rozhraní. Dále se určuje koeficient intenzity napětí analyticko-numerickým přístupem pomocí MKP. Poslední, třetí část, je zaměřena na testování algoritmů na konkrétních konfiguracích trhliny vůči bimateriálovému rozhraní. V závěru se vyhodnocují numerické výsledky, vlivy mechanických vlastností materiálů a vlivy úhlu sklonu trhliny vůči rozhraní.
|
|
|
Určení hlavních materiálových směrů v tkáních stěny aorty
Bogdan, Miloš ; Fedorova, Svitlana (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Cílem této práce je navrhnout způsob určování hlavních materiálových směrů tkáně stěny aorty za podmínek velkých přetvoření. Je zde navržena metoda, která je obdobou metody určování hlavních přetvoření a jejich směrů pomocí tenzometrických růžic. Ta vyplývá z obecných tenzorových vlastností. Místo tenzoru přetvoření je zde aplikovaná pro tenzor materiálových konstant. Také je zde vyvinut algoritmus výpočtu pomocí dané metody a potřebné experimenty jsou realizovány na třech vzorcích prasečích aort, kde jsou stanoveny hlavní materiálové směry a odchylky naměřených hodnot od hodnot předpokládaných jak pro malá tak pro velká přetvoření.
|
host ::
RSS.