FIALA, L. Výpočtové modelování nanoindentační zkoušky s Berkovičovým indentorem [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.

Posudek vedoucího

Kovář, Jaroslav

Předložená práce se zabývá výpočtovým modelováním nanoindentační zkoušky wolframu s využitím Berkovičova indentoru. Student vytvořil několik výpočtových modelů, se kterými ověřoval správnost a přesnost Oliver-Pharr analýzy pro určování modulu pružnosti tak, že určené hodnoty modulu pružnosti porovnal s těmi, které byly zadány jako vstupní hodnoty do metody konečných prvků. Poté co se podařilo verifikovat správnost Oliver-Pharr analýzy navrhl student hodnoty korekčních součinitelů, které slouží ke korekci nepřesností způsobených příliš přísnými předpoklady, za kterých byla Oliver-Pharr analýza odvozena. Student v práci dále provádí citlivostní analýzy, čímž ověřuje přesnost výpočtu v závislosti na kontaktní penetraci, velikosti modelovaného vzorku a indentoru, ze kterých se podařilo prokázat, že v případě indentace wolframu Berkovičovým indentorem nejsou minimální velikosti vzorku doporučované ISO normou dostatečné. Tyto výsledky byly publikovány na konferenci Engineering Mechanics 2023. Samotná práce je psána srozumitelným jazykem s minimem překlepů. Student v práci shrnuje zjištěné výsledky a určuje z nich závěry. Jedinou výtku bych měl k členění kapitoly 6.4, kde jsou podstatné výsledky sepsány na konci kapitoly věnující se citlivostní analýze. Tato část by si zasloužila vlastní kapitolu, nicméně obsahově je i takto dostatečně výstižná. Po celou dobu student chodil pravidelně na konzultace a plnil zadané úkol, při diskuzi ohledně problematiky diplomové práce byl na konzultacích schopen reagovat. Vzhledem k tomu, že cíle práce byly splněny, doporučuji tuto práci k obhajobě a hodnotím stupněm A.

Posudek oponenta

Fuis, Vladimír

Diplomová práce v rozsahu 82 stran se zabývá výpočtovým modelováním nanoindentační zkoušky s tím, že se soustřeďuje na Berkovičův indentor. V úvodu práce se diplomant zabývá rešeršemi týkající se nanoindentace a Oliver-Pharr analýzou a s ní souvisejícími korekcemi a neopomíná se zmínit i o problematice otupení indentoru, která jak se na konci práce dovídáme, hraje významnou roli. Poté přechází diplomant na vlastní výpočtové modelování dle zadání diplomové práce. Popisuje geometrii řešené soustavy, její diskretizaci i okrajové podmínky a použité materiálové modely. Při řešení využívá symetrie úlohy a řeší pouze 1/6, ale i toto zjednodušení vede na model s cca 120 tisíci prvků, což se negativně projevuje na výpočtovém čase. Diplomant prokázal schopnost řešit problémy s konvergencí úlohy, kdy bylo nutné ověřit či vyvrátit vznik pile-upu a zvětšil prvky v místě kontaktu. Kladně hodnotím, že diplomant v průběhu řešení provedl citlivostní analýzu na velikost zkušebního tělesa a indentoru a zjistil, že je třeba modelovanou oblast zvětšit, aby se vliv velikosti oblasti neprojevoval na výsledcích výpočtového modelování. V poslední části práce se diplomant zabývá problematikou vlivu otupení indentoru na výsledky nanoindentace. Vytvořil 4 modely s otupením 100, 200, 400 a 600 nm a provedl srovnání s indentorem ostrým a na závěr kvantifikoval součinitele beta-tvarová pro různě otupené indentory, čím překročil cíle diplomové práce. Celkově je práce napsaná přehledně, srozumitelně a jasně, má logickou strukturu a minimum překlepů. Práce obsahuje několik nevhodných termínů, např. na str. 27 „… jak tlustý musí být materiál, ……“. Drobná připomínka se týká i kapitoly 3.5, jejíž název je „pile-up a sink-in“, ale v ní diplomant řeší jako první sink-in a teprve potom pile-up. Vhodnější by bylo upravit sled vysvětlování pojmů, podle názvu kapitoly. V souvislosti s těmito pojmy se diplomant snaží používat i českého překladu sink-inu, takže v některých částech se v práci střídá „sink in“ a „propadnutí materiálu“, což může snížit přehlednost práce. S přehledností práce úzce souvisí i poloha obrázků v textu, ty by měly být umístěné co nejblíže místa, kde jsou v textu zmiňována. Na str. 34 mám drobnou výhradu k popisu výpočtu kontaktní tuhosti. Na obr. 6-8, resp. 6-12 jsou vykresleny izoplochy redukovaného napětí, ale postrádám detail v místě kontaktu. Cíle práce jsou splněny, dá se říci, že jsou překročeny. Práce je velmi kvalitní i přes výše zmíněné výtky, které jsou spíše formálního charakteru, ji doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm „A“.

eVSKP id 148215