|
|
Vliv tření na napjatost v okolí čela trhliny zatížené ve smykových módech
Vlach, Jiří ; Hutař, Pavel (oponent) ; Horníková, Jana (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je prozkoumat vliv třecích sil na napjatost a deformaci na čele rovné trhliny zatížené ve smykových módech. První část shrnuje nejdůležitější fakta z oblasti lomové mechaniky. Především pak teoretické poznatky o lomových parametrech (součinitel intenzity napětí, J – integrál) a jejich určení ve výpočtovém prostředí ANSYS Workbench. Druhá část je věnována výpočtovému modelování. Na začátku je vytvořen model materiálu, model geometrie, model zatížení atd. Pak je možné řešit přímý problém nastíněný v úvodu. Výsledkem této práce je posouzení, do jaké míry tření ovlivňuje lomové parametry ve smykových módech II a III.
|
|
| |
|
|
Popis napjatosti a deformace na čele trhlin zatížených ve smykových zátěžných módech
Žák, Stanislav ; Majer, Zdeněk (oponent) ; Horníková, Jana (vedoucí práce)
Cílem této práce je porovnání velikosti plastické zóny na čele trhliny, určené analytickým lineárním a elasto-plastickým řešením za využití metody konečných prvků (program ANSYS). Výpočty jsou prováděny pro trhlinu zatíženou pouze ve smykových módech, protože tento typ zatížení není podle dostupných literárních pramenů dostatečně popsán. První část práce je zaměřena na teoretický úvod do problematiky určování velikosti plastické zóny na základě lineárních a nelineárních parametrů lomové mechaniky. Druhá část je věnována konstrukci výpočtového modelu v programovém prostředí ANSYS. Geometrie vzorků a úrovně zatížení byly voleny na základě projektu, jehož cílem bylo experimentálně ověřit vliv smykových módů na chování trhliny. V třetí části práce jsou detailně porovnány velikosti plastické zóny (její charakteristický rozměr) na čele trhliny pro smykové módy II a III, zjištěné různými metodami. V poslední části textu je pak stejný postup aplikován na smíšený mód II+III. Výstupem diplomové práce je zhodnocení vhodnosti a mezí použitelnosti lineárního řešení pro velikost plastické zóny na čele trhliny pro konkrétní geometrii a model materiálu.
|
|
|
Deformation and stress fields at the front of shear cracks with complicated geometry
Žák, Stanislav ; Hutař,, Pavel (oponent) ; Kunz,, Jiří (oponent) ; Horníková, Jana (vedoucí práce)
This thesis summarizes the extend of research on the shear-modes loaded cracks done in the period of four years of doctoral studies of Ing. Stanislav Žák (Central European Institute of Technology, Brno University of Technology). The actual research aims to improve the scientific view on advanced fracture mechanics, specifically for the shear loading of cracks combined with cases when the geometry of the crack flanks and front doesn’t match with widely used and standardized models. This means proposal of new modelling approaches of geometrically complicated cracks and description of changes in the local stress intensity factors along such cracks. Initial part of the text presents a review of current approaches in the fracture mechanics and numerical methods used in further research. This part emphasizes theoretical methods in general fracture mechanics and also specific shear modes loading, particularly use of the two types of specimens – a special specimen dedicated to mode II loading (compact-tension-shear specimen) with a possibility of mixed-mode I+II loading, and widely used cylindrical specimen with circumferential notch and crack which is able to comprehend mode II and III loading. The second, more extensive part of this thesis concentrates on actual evaluation of conditions along the real-like (tortuous) crack fronts for two types of specimens under the remote shear mode loading. Theoretical solution of fracture parameters for both mentioned specimens is compared to the experimental results obtained in the frame of the follow-up projects. The cylindrical specimen is reviewed from two points of view. The first one is solely about the numerical methods and the simplification of complex numerical models. In the second one, the influence of small asperities along the crack front on local k2 inducement for specimens under the remote mode III loading is observed. The results are directly connected to the experimental measurement of mode III fatigue thresholds values for metallic materials where the local mode II advances of crack front are quantified. On fractures in compact-tension-shear specimen various configurations of crack front and flanks tortuosity are investigated. The global decrease of KII with increasing crack tortuosity is observed and used for correction of mode II fatigue threshold values of metallic materials. Furthermore, the conditions along one particular asperity are investigated. The results confirm that the shear loaded cracks (which were not described suficiently so far) are affected by the crack front and flanks microstructure. Therefore, this work extends the knowledge on roughness-induced shielding of shear loaded cracks.
|
|
|
Elastická analýza stability trhliny ve smykových zátěžných módech
Žák, Stanislav ; Profant, Tomáš (oponent) ; Horníková, Jana (vedoucí práce)
Cílem této práce je vytvoření výpočetní simulace reálného experimentu pro stanovení mezního stavu šíření únavové trhliny, tedy prahové hodnoty součinitele intenzity napětí ve smykových zátěžných módech, a dále porovnat výsledné hodnoty pro různé geometrické rozměry zkušebního tělesa. Simulace v rámci výpočetních možností kopíruje reálnou zkoušku za podmínek lineárně elastické lomové mechaniky. První část práce obecně pojednává o několika přístupech k popisování stability a chování trhlin. Druhá část textu se zaměřuje na možnosti výpočtů parametrů trhliny pomocí programového prostředí ANSYS, jaké jsou jednotlivé výhody a nevýhody různých přístupů k simulačním výpočtům. Třetí, nejdelší část práce popisuje experiment, který byl pro výpočty předlohou, tvorbu modelu a následné zpracování výsledků pro různé parametry trhliny.
|
|
|
Deformation and stress fields at the front of shear cracks with complicated geometry
Žák, Stanislav ; Hutař,, Pavel (oponent) ; Kunz,, Jiří (oponent) ; Horníková, Jana (vedoucí práce)
This thesis summarizes the extend of research on the shear-modes loaded cracks done in the period of four years of doctoral studies of Ing. Stanislav Žák (Central European Institute of Technology, Brno University of Technology). The actual research aims to improve the scientific view on advanced fracture mechanics, specifically for the shear loading of cracks combined with cases when the geometry of the crack flanks and front doesn’t match with widely used and standardized models. This means proposal of new modelling approaches of geometrically complicated cracks and description of changes in the local stress intensity factors along such cracks. Initial part of the text presents a review of current approaches in the fracture mechanics and numerical methods used in further research. This part emphasizes theoretical methods in general fracture mechanics and also specific shear modes loading, particularly use of the two types of specimens – a special specimen dedicated to mode II loading (compact-tension-shear specimen) with a possibility of mixed-mode I+II loading, and widely used cylindrical specimen with circumferential notch and crack which is able to comprehend mode II and III loading. The second, more extensive part of this thesis concentrates on actual evaluation of conditions along the real-like (tortuous) crack fronts for two types of specimens under the remote shear mode loading. Theoretical solution of fracture parameters for both mentioned specimens is compared to the experimental results obtained in the frame of the follow-up projects. The cylindrical specimen is reviewed from two points of view. The first one is solely about the numerical methods and the simplification of complex numerical models. In the second one, the influence of small asperities along the crack front on local k2 inducement for specimens under the remote mode III loading is observed. The results are directly connected to the experimental measurement of mode III fatigue thresholds values for metallic materials where the local mode II advances of crack front are quantified. On fractures in compact-tension-shear specimen various configurations of crack front and flanks tortuosity are investigated. The global decrease of KII with increasing crack tortuosity is observed and used for correction of mode II fatigue threshold values of metallic materials. Furthermore, the conditions along one particular asperity are investigated. The results confirm that the shear loaded cracks (which were not described suficiently so far) are affected by the crack front and flanks microstructure. Therefore, this work extends the knowledge on roughness-induced shielding of shear loaded cracks.
|
|
| |
|
|
Vliv tření na napjatost v okolí čela trhliny zatížené ve smykových módech
Vlach, Jiří ; Hutař, Pavel (oponent) ; Horníková, Jana (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je prozkoumat vliv třecích sil na napjatost a deformaci na čele rovné trhliny zatížené ve smykových módech. První část shrnuje nejdůležitější fakta z oblasti lomové mechaniky. Především pak teoretické poznatky o lomových parametrech (součinitel intenzity napětí, J – integrál) a jejich určení ve výpočtovém prostředí ANSYS Workbench. Druhá část je věnována výpočtovému modelování. Na začátku je vytvořen model materiálu, model geometrie, model zatížení atd. Pak je možné řešit přímý problém nastíněný v úvodu. Výsledkem této práce je posouzení, do jaké míry tření ovlivňuje lomové parametry ve smykových módech II a III.
|
|
|
Popis napjatosti a deformace na čele trhlin zatížených ve smykových zátěžných módech
Žák, Stanislav ; Majer, Zdeněk (oponent) ; Horníková, Jana (vedoucí práce)
Cílem této práce je porovnání velikosti plastické zóny na čele trhliny, určené analytickým lineárním a elasto-plastickým řešením za využití metody konečných prvků (program ANSYS). Výpočty jsou prováděny pro trhlinu zatíženou pouze ve smykových módech, protože tento typ zatížení není podle dostupných literárních pramenů dostatečně popsán. První část práce je zaměřena na teoretický úvod do problematiky určování velikosti plastické zóny na základě lineárních a nelineárních parametrů lomové mechaniky. Druhá část je věnována konstrukci výpočtového modelu v programovém prostředí ANSYS. Geometrie vzorků a úrovně zatížení byly voleny na základě projektu, jehož cílem bylo experimentálně ověřit vliv smykových módů na chování trhliny. V třetí části práce jsou detailně porovnány velikosti plastické zóny (její charakteristický rozměr) na čele trhliny pro smykové módy II a III, zjištěné různými metodami. V poslední části textu je pak stejný postup aplikován na smíšený mód II+III. Výstupem diplomové práce je zhodnocení vhodnosti a mezí použitelnosti lineárního řešení pro velikost plastické zóny na čele trhliny pro konkrétní geometrii a model materiálu.
|
|
|
Elastická analýza stability trhliny ve smykových zátěžných módech
Žák, Stanislav ; Profant, Tomáš (oponent) ; Horníková, Jana (vedoucí práce)
Cílem této práce je vytvoření výpočetní simulace reálného experimentu pro stanovení mezního stavu šíření únavové trhliny, tedy prahové hodnoty součinitele intenzity napětí ve smykových zátěžných módech, a dále porovnat výsledné hodnoty pro různé geometrické rozměry zkušebního tělesa. Simulace v rámci výpočetních možností kopíruje reálnou zkoušku za podmínek lineárně elastické lomové mechaniky. První část práce obecně pojednává o několika přístupech k popisování stability a chování trhlin. Druhá část textu se zaměřuje na možnosti výpočtů parametrů trhliny pomocí programového prostředí ANSYS, jaké jsou jednotlivé výhody a nevýhody různých přístupů k simulačním výpočtům. Třetí, nejdelší část práce popisuje experiment, který byl pro výpočty předlohou, tvorbu modelu a následné zpracování výsledků pro různé parametry trhliny.
|
host ::
RSS.