Analýza pole napětí v okolí únavové trhliny v IPE profilu vyrobené z nerezové oceli
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Diplomová práce se zabývá analýzou pole napětí v okolí koncentrátoru napětí v IPE nosníku z nerezové oceli v tříbodovém ohybu. V teoretické části je stručně představená lomová mechanika jako obor se základními pojmy, principy a veličinami používanými na popis únavového chování materiálů. Jsou zde uvedené teoretické základy lomových zkoušek, kterými se bude práce zabývat, metody používané ve výpočetním prostředí a použitý materiál. Součástí je rovněž popis modelů, které byli použité k analýze a metody použité k dosažení numerických výsledků. Praktická část představuje porovnání výsledků dvou a tří rozměrných numerických modelů v tříbodovém ohybu, modelu IPE s různými čely trhliny a velikosti plastické zóny. Numerické modely byly sestaveny v programu Ansys Mechanical APDL. Práce rovněž obsahuje výsledky experimentálního provedení únavových zkoušek s vyhodnocením pomocí výpočetního prostředí.
The master thesis is focused on analysis of stress field in the vicinity of stress concentration of stainless steel IPE beam loaded in tree point bending. Theoretical part includes introduction to fracture mechanics with basic terms, principles and variables used to describe fatigue behaviour of material. It concludes teoretical grounds of fracture tests which are future focus of the thesis, methodes used by numerical softwares and methodes used to obtain numerical results. Practical part includes comparision between two and three dimensional numerical models in three point bending, IPE model with different crack front shapes and plastic zone size. Numerical modelling was processed in Ansys Mechanical APDL. Thesis also involves results of experimental testing evaluated using numerical model.
The master thesis is focused on analysis of stress field in the vicinity of stress concentration of stainless steel IPE beam loaded in tree point bending. Theoretical part includes introduction to fracture mechanics with basic terms, principles and variables used to describe fatigue behaviour of material. It concludes teoretical grounds of fracture tests which are future focus of the thesis, methodes used by numerical softwares and methodes used to obtain numerical results. Practical part includes comparision between two and three dimensional numerical models in three point bending, IPE model with different crack front shapes and plastic zone size. Numerical modelling was processed in Ansys Mechanical APDL. Thesis also involves results of experimental testing evaluated using numerical model.
Description
Citation
JUHÁSZOVÁ, T. Analýza pole napětí v okolí únavové trhliny v IPE profilu vyrobené z nerezové oceli [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Martin Krejsa, Ph.D. - předseda,
prof. Ing. Zbyněk Keršner, CSc. - místopředseda,
Monika Středulová - tajemník,
Ing. Martin Kalina - tajemník,
prof. Ing. Jiří Kala, Ph.D. - člen,
prof. Ing. Zdeněk Kala, Ph.D. - člen,
doc. Ing. Jiří Kytýr, CSc. - člen,
doc. Ing. Radim Nečas, Ph.D. - člen,
Date of acceptance
2022-02-01
Defence
Studentka uvádí svou práci.
- způsoby modelování IPE profilu v programu ANSYS
- společné znaky: rozměry, materiál (nerezová ocel)
- 2D model s původní geometrií (pouze polovina modelu s odpovídajícími okrajovými podmínkami).
- modelace trhliny: 4 variace tvaru čela trhliny (rovné, čtverečné, kruhové, eliptické)
- sledované parametry: součinitel intenzity napětí.
- výsledky numerických simulací: porovnány se vztahy z literatury a mezi rozdílnými modely.
- vyhodnocení únavových zkoušek: vyskytovala se nestabilita a zborcení stojiny. Byl sledován roydíl maximálního a minimálníh otevření trhliny v závislosti na počtu cyklů. Zlomový je přibližně počet 60 000 cyklů.
- ze simulace bylo vyvozeny Parisovy vztahy, které byly porovnány s již existující literaturou. Výsledky jsou porovnatelné s jinými dostupnými výsledky.
dotazy: studentka odpovídá na všechny dotazy a doplňuje ještě dodatečnými výsledky
Diskuze:
Prof. Krejsa: Parisův vztah u elipsy, co je délka trhliny a poměr elipsy.
Studentka: kratší rozměr, 2:1.
Prof. Keršner: lomová houževnatost materiálu? Jaká je řádově?
Studentka: nebyla v modelu uvažována a studentka neví.
Prof Zdeněk Kala: porovnání únavových zkoušek podle tvaru trhliny, jak by se případně projevilo.
Studentka: Bylo to modelované jen pro rovné čelo. Tato problematika se neuvažovala.
Doc. Nečas: Jaká je fyzikální podstata měřiče šířky trhliny (co měří), dá se něčím nahradit, kolik hodnot dá?
Studentka: Otevření paty trhliny, nic jiného to neumí. 100Hz.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení