Elastoplastická analýza napětí a deformace a stanovení lomových parametrů při tahovém namáhání těles s koncentrátory napětí
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Cieľom práce je zostrojenie lomového diagramu pre vysokopevnú oceľ OCHN3MFA a jeho využitie pre odhad lomovej húževnatosti tohoto materiálu. Prvá časť práce obsahuje potrebnú teóriu pre výpočtové modelovanie ťahových skúšok rôznych skúšobných telies - hladkého telesa, telesa s vrubom a telesa s obvodovou trhlinou, popisuje vplyv triaxiality na lom telies a možnosti zostrojenia lomového diagramu. Následne je pre takéto telesá vytvorený výpočtový model využívajúci metódu konečných prvkov (MKP). Je prevedený nelineárny elastoplastický výpočet. Lom je určený porovnaním krivky skutočného napätia v závislosti na skutočnom pretvorení zo skúšok s výsledkami z konečnoprvkovej analýzy. Z výpočtového modelu je vyhodnotený deformačne-napäťový stav telies v okamihu lomu. Je zostrojený lomový diagram, ktorý je následne využitý pre odhad lomovej húževnatosti telesa s trhlinou. Nakoniec je porovnaný lokálny prístup využívajúci lomový diagram a klasický prístup lomovej mechaniky, teda faktor intenzity napätia.
The aim of this thesis is the construction of a diagram of fracture strain for high strength steel OCHN3MFA and its application for the estimation of fracture toughness of this material. The first part of the thesis contains the necessary theoretical framework for numerical modelling of tensile tests of various specimens - smooth specimen, specimen with a notch and specimen with a circumferential crack, it describes the influence of triaxiality on the fracture of bodies and the possibilities of construction of the diagram of fracture strain. Subsequently, a numerical model of these specimens is created using the finite element method (FEM). A non-linear, elastoplastic calculation is performed. Fracture is identified by means of comparing the true stress versus the strain obtained from tests with the finite element analysis results. Stress–strain states of specimens at the moment of fracture are obtained from a numerical model. A diagram of fracture strain is constructed, and it is used to estimate the fracture toughness of a cracked body. Finally, a local approach, which uses the diagram of fracture strain, and a classical approach of fracture mechanics, especially the stress intensity factor, are compared.
The aim of this thesis is the construction of a diagram of fracture strain for high strength steel OCHN3MFA and its application for the estimation of fracture toughness of this material. The first part of the thesis contains the necessary theoretical framework for numerical modelling of tensile tests of various specimens - smooth specimen, specimen with a notch and specimen with a circumferential crack, it describes the influence of triaxiality on the fracture of bodies and the possibilities of construction of the diagram of fracture strain. Subsequently, a numerical model of these specimens is created using the finite element method (FEM). A non-linear, elastoplastic calculation is performed. Fracture is identified by means of comparing the true stress versus the strain obtained from tests with the finite element analysis results. Stress–strain states of specimens at the moment of fracture are obtained from a numerical model. A diagram of fracture strain is constructed, and it is used to estimate the fracture toughness of a cracked body. Finally, a local approach, which uses the diagram of fracture strain, and a classical approach of fracture mechanics, especially the stress intensity factor, are compared.
Description
Keywords
lomový diagram, ťahová skúška, vrub, trhlina, lomová mechanika, triaxialita napätia, lomová deformácia, tvárny lom, metóda konečných prvkov (MKP), diagram of fracture strain, tensile test, notch, crack, fracture mechanics, stress triaxiality, fracture strain, ductile fracture, finite element method (FEM)
Citation
DUBRAVEC, K. Elastoplastická analýza napětí a deformace a stanovení lomových parametrů při tahovém namáhání těles s koncentrátory napětí [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Inženýrská mechanika a biomechanika
Comittee
prof. Ing. Vladislav Laš, CSc. (předseda)
doc. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. (člen)
prof. Ing. Přemysl Janíček, DrSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen)
prof. Ing. Jaroslav Zapoměl, DrSc. (člen)
prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-06-14
Defence
Student ve vymezeném čase prezentoval svoji závěrečnou práci. Poté byly předneseny posudky a zodpovězeny dotazy oponenta. Následně byly pokládány další otázky vztahující se k diplomové práci:
Vypracoval jste novou metodiku hodnocení? Jaké jsou vstupní parametry pro toto hodnocení? Jsou stejné pro všechny zpracované postupy? Co je výstupem hodnocení?
Kde byl v práci použit Greenův-Lagrangeův tenzor přetvoření?
Proč je lomová houževnatost špatně měřitelná?
Co je výpočtový model a jaká je jeho struktura?
Po zodpovězení všech dotazů bylo vystoupení hodnoceno jako výborné.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení