UMLAUF, M. Vliv teplotních šoků na únavu materiálu částí tlakových zařízení [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2016.

Posudek vedoucího

Létal, Tomáš

Bc. Martin Umlauf se ve své práci zabýval hodnocením únavy materiálu ventilu, která je způsobována teplotními šoky. Za účelem získání průběhů napětí během šoku provedl student teplotní a napěťově-deformační analýzy ventilu zadané geometrie. Teplotní a pevnostní analýzy byly provedeny v programu ANSYS Workbench a pro účely hodnocení únavy v souladu s ČSN EN 13445 vytvořil student program v jazyce Python. Pomocí tohoto programu provedl hromadné vyhodnocení únavy ve všech uzlech výpočtové sítě s využitím dříve získaných průběhů napětí. To mu mimo identifikaci kritických míst umožnilo také získat komplexní přehled o odolnosti celé konstrukce vůči únavě materiálu. Získané poznatky student uplatnil při návrhu nové geometrie tělesa ventilu, jehož cílem bylo zjednodušení obráběcích operací při výrobě. Nový návrh byl studentem podroben stejnému způsobu hodnocení únavy jako původní řešení a i přes mírně zhoršenou únavovou odolnost stále vyhovuje požadavkům normy ČSN EN 13445 a lze jej použít v praxi. Student pracoval velmi samostatně a nebál se automatizace komplikovaných výpočtových postupů. Oceňuji zejména to, že se mu podařilo vytvořit návrh nové a v praxi použitelné geometrie ventilu, jehož výroba tak může být výrazně jednodušší. Výsledná práce je na velmi vysoké úrovni a doporučuji ji k obhajobě.

Posudek oponenta

Vincour, Dušan

Autor provedl široký rozbor problematiky, kde se zmiňuje i o dějinách výpočtů na únavu. To svědčí o jeho snaze pochopit problematiku v širších souvislostech, což lze kladně hodnotit. Někdy se však vyjadřuje nepřesně. V kapitole 1. 1. uvádí, že únavové poškození je většinou způsobováno napětími pod mezí kluzu, což platí spíše pro vysokocyklovou únavu. Popisuje také únavové rovnice a křivky s počtem cyklů Nf (do lomu) zatímco v inženýrských výpočtech jsou spíše požadovány do iniciace mikrotrhliny (uvedeno v kap. 1.1.4 a 1.1.6.). Kladně lze hodnotit zmínku o vlivu creepu, teploty a oxidace, i když tyto jevy v dalších výpočtech nezohledňuje. V kap. 1. 4. uvádí rovnici (12) která definuje odolnost vůči teplotnímu šoku bez stanovení mezí (také není ve výpočtech zmíněna). V zadání je uvedeno vypracování MKP modelu ale autor uvádí, že geometrii obou variant převzal od zadavatele, model pouze upravil. Simulace teplotního šoku i napětí pomocí MKP je dostatečně doložena. Stanovení mezních parametrů teplotního šoku (maximálních přípustných teplotních změn) jsem nenalezl, což je další část zadání. Z textu je patrné, že teplotní změny byly zadány a autor podrobně vypočítal kumulace únavového poškození pro dva ventily a dva materiály. Není explicitně uveden zátěžný blok ani sled napěťových stavů, což by čtenář jistě uvítal. Počet zátěžných cyklů je zadán (50x za rok, životnost 25let) a ve výsledcích je uvedeno, zdali ventil vyhoví zadaným počtům teplotních šoků. Na obr. 49 je studována závislost časového kroku na velikosti únavového poškození. Mnohem užitečnější by bylo porovnat časový krok s nalezením špičky napěťového cyklu. Lze konstatovat, že se autor zcela nedržel zadání diplomové práce, i když nakonec ve výsledcích uvádí prakticky použitelné hodnoty (únavové poškození ventilů po 25ti letech expozice teplotními šoky). Přes shora uvedené nedostatky, považuji práci za výbornou a hodnotím „A“. Formální nedostatky: • V kap.1, str. 15 by bylo vhodnější uvést „proces únavy má několik etap“ namísto „Únava materiálu probíhá různými degradačními mechanismy“ • K rovnici (45) namísto „počet cyklů životnosti“ by bylo lepší uvést „počet dovolených cyklů“ • V názvu kapitoly 5.3.5 uvést raději „zbytková životnost“ nebo „vyčerpaná životnost“ a dát text do souladu namísto „dovolená životnost“ • Držet se spíše pravopisu českého jazyka než se nechat opravovat textovým editorem ve slově „vyplívat“ na str. 22 a v kap. Závěr.

eVSKP id 92571