PARASKA, B. Studie vlivu složitosti Chabocheho modelu plasticity na napjatost a deformaci u vysokotlaké nádoby [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2014.

Posudek vedoucího

Vrbka, Jan

Student se v diplomové práci zabýval problematikou výpočtového modelování napjatosti a deformace v opakovaně zatěžované vysokotlaké nádobě využitím metody konečných prvků (MKP), konkrétně programovým systémem ANSYS. Pružně plastické konstitutivní vztahy materiálu byly formulováný použitím Chabocheho modelu plasticity v jeho kinematické verzi s jedním nelineárním členem. Důležitou etapou byl výběr počtu členů Chabocheho modelu a následné stanovení velikosti jeho parametrů pomocí výpočtové simulace cyklické tahové zkoušky tak, aby tato co nejlépe odpovídala naměřenému průběhu. Autor se rozhodl pro variantu, která vychází z horní části cyklické tahové zkoušky. Získané parametry byly následně použity pro výpočet napjatosti a deformace u zjednodušeného modelu vysokotlakého zásobníku paliva pro přímé vstřikování do spalovací komory dieselových motorů (common rail). Bylo provedeno porovnání s analytickým výpočtem pro válcové těleso s adekvátní mírou souladu. Boris Paraska přistupoval zodpovědně k řešení zadaného úkolu a byl v pravidelném a častém kontaktu s vedoucím diplomové práce. Finální část tvorby díla byla poznamenána nedostatkem času souvisejícím s obtížností řešeného tématu. V práci postrádám posouzení vlivu počtu parametrů použitého Chabocheho modelu na napjatost a deformaci tlakové nádoby, což bylo jedním z cílů práce. Tato analýza byla provedena pouze v rámci výpočtové simulace cyklické tahové křivky. Přínosu práce by rovněž prospělo posouzení vlivu přetížení v prvním zátěžném cyklu (autofretáže) na napjatost a deformaci v následujícím zátěžném cyklu. Doporučuji aby tento dopad autor prezentoval při vlastní obhajobě diplomové práce.

Posudek oponenta

Obdržálek, Vít

Předložená diplomová práce se zaobírá problematikou stanovování parametrů modelu cyklické plasticity a využitím tohoto modelu při analýze napjatosti autofretovaného vysokotlakého zásobníku paliva. V úvodní popisné části práce diplomant nejprve nastínil strukturu dieslového motoru, funkci vysokotlakého zásobníku paliva a popsal charakter napjatosti a deformace u válcového tělesa, které je podrobeno zatížení, jež má válcový charakter. Dále se diplomant věnoval tématu únavy kovových materiálů, přičemž se zaměřil na popis chování materiálu při cyklickém namáhání. Nakonec diplomant připojil popis základů teorie plasticity. První část je tedy poměrně obsáhlá, avšak bohužel z větší části bez přímé vazby k cílům práce. V druhé části práce se diplomant věnoval vlastnímu stanovování parametrů Chabocheho modelu plasticity s nelineárním kinematickým zpevněním a analýze napjatosti autofretovaného vysokotlakého zásobníku paliva. Nejprve diplomant popsal postup pro určení materiálových parametrů v případě, kdy je k dispozici statická nebo cyklická deformačně-napěťová křivka. Dále diplomant popsal postup v případě, kdy je k dispozici jedna široká hysterezní smyčka a oba zmíněné postupy využil k vytvoření 16 variant materiálových modelů s různým počtem parametrů. Na základě výpočtových analýz deformace a napjatosti tahového vzorku zatíženého střídavým tahem a tlakem a porovnání výsledků s experimentálními daty pak diplomant jeden z modelů vybral pro následné simulace autofretáže. Diplomant simuloval autofretáž tří geometricky odlišných variant části vysokotlakého zásobníku paliva - dvou variant s radiálním otvorem a jedné varianty bez tohoto otvoru. Stručně byla zhodnocena zjištěná napjatost a deformace u jednotlivých modelů a bylo připojeno i analytické řešení napjatosti tlustostěnné válcové nádoby z ideálně elasto-plastického materiálu. K druhé části práce je možné mít řadu připomínek. Například není jasné, proč při modelování vysokotlakého zásobníku paliva nebyla u modelů s radiálním otvorem využita jedna z rovin symetrie. Z popisu výpočtového modelu dále není úplně jasné, zda-li byla na čelech zásobníku předepsána silová, či deformační okrajová podmínka. Diplomant navíc uvádí, že u modelů zásobníku s radiálním otvorem předepsal na každém čele v jednom uzlu vetknutí, takže tyto uzly by se, na rozdíl od ostatních uzlů na čelech zásobníku, nemohly pohybovat v axiálním směru. Práci je také nutno vytknout chybějící analýzu vlivu počtu parametrů materiálového modelu na napjatost a deformaci zásobníku, což byl jeden z cílů práce. Chybí rovněž důkladnější zhodnocení dosažených výsledků. Po formální stránce lze diplomantovi vytknout uvedení prázdného seznamu příloh, umisťování číselných odkazů na položky seznamu citací za interpunkční znaménka a chybná čísla odkazů na zdrojový text (str.12). Co se týče citací, je také potřeba upozornit na citaci [28], neboť tato citace odkazuje jen na první stranu dokumentu, a tudíž diplomant pravděpodobně není seznámen s obsahem celého díla. Závažnějším nedostatkem je však skutečnost, že zhruba 30 % hlavní části práce (tj. bez úvodu, seznamu citací, symbolů, zkratek, obrázků a grafů) představují převzaté či přeložené pasáže z odkazované literatury. Nicméně je potřeba zdůraznit, že toto se netýká výsledků fitování parametrů materiálových modelů a následných simulací a u převzatého obsahu jsou vždy uvedeny odkazy na zdroj. V práci se rovněž vyskytuje řada chyb a nejasností, byť ne vždy zásadního charakteru. Chyby najdeme například ve vztazích (42) a (43). Chybná je počáteční podmínka uvedená na str.46, nesprávný je popis osy x na obrázku 62, chybné jsou jednotky přetvoření u většiny grafů (hodnoty přetvoření nejsou v procentech) atd. Chybí hodnota Poissonova poměru modelovaného materiálu, nelze nalézt vysvětlení zkratky MSP (viz seznam symbolů) a chybí také popis souřadného systému použitého při vyhodnocovaní deformace vysokotlakého zásobníku paliva. K porozumění obsahu nepomáhá nekonzistentní použití symbolů (např. označení meze kluzu ve vztazích (52) a (53)) či objasňování původu některých údajů mimo místo jejich prvního výskytu.

eVSKP id 71388