|
|
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 blízkosti koncentrátoru napětí na bi-materiálovém rozhraní
Krepl, Ondřej ; Klusák, Jan (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem předkládané práce je seznámení se s problematikou rozložení napětí v okolí bimateriálového vrubu, příp. trhliny kolmé na rozhraní, vyjádření exponentu singularity napětí. První část pojednává o základech lineárně elastické lomové mechaniky tedy i Irwinovy koncepce faktoru intenzity napětí. Druhá část se věnuje popisu anisotropních materiálů, pomocí teorie komplexních potenciálů. Závěrečná, třetí část se zabývá výpočtem vlastních čísel isotropních a anisotropních materiálů a také aplikací LES formalismu na výpočet singularit napětí bimateriálového ortotropního vrubu resp. trhliny šířící se kolmo na bimateriálové rozhraní.
|
|
|
Problém trhliny v blízkosti bimateriálového rozhraní
Svoboda, Miroslav ; Klusák, Jan (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem práce je seznámení se s problematikou lineární lomové mechaniky, popisem napětí a deformací v okolí vrcholu trhliny pomocí teorie rovinné pružnosti v ortotropních materiálech. První část je věnována teoretickým základům lomové mechaniky. Druhá část se zabývá numericko-analytickým algoritmem pro určení exponentu singularity napětí trhliny kolmé na rozhraní dvou materiálů. Poslední, třetí část, je zaměřena na testování algoritmu na konkrétních konfiguracích materiálu a zatížení trhliny na bimateriálovém rozhraní. V závěru vyhodnocuji numerické výsledky a vlivy mechanických vlastností materiálů s trhlinou kolmou na jejich 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.
|
|
|
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.
|
|
|
Numerická simulace pohybu teplotního pole v CLT panelu
Grégr, Jan
Práce zkoumá tepelné vlastnosti křížem lepeného dřeva (CLT). Experimentální měření proběhlo v měřiči tepelného toku na vzorcích smrkového CLT o rozměrech 600 x 600 mm o různých tloušťkách a počtu lamel. Zkoušeny byly také vlastnosti při dvou různých vlhkostních stavech. Výsledky zejména koeficientu tepelné vodivosti jsou porovnány a je zkoumán vliv faktorů na tepelné vlastnosti CLT. Dále byly v softwarovém prostředí ANSYS vytvořeny numerické modely, na kterých jsou simulo-vány podmínky v měřiči tepelného toku a v reálných podmínkách. Vyhodnocen je tepel-ný tok v průřezu panelem a vliv podmínek.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.