Browse
Recent Submissions
Now showing 1 - 5 of 12
- ItemSeparace mechanismů zavírání únavových trhlin(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Kubíček, Radek; Hutař, Pavel; Halama, Radim; Klusák, JanPředkládaná dizertační práce se zabývá mechanismy způsobující předčasné zavírání trhlin a jejich separací. Fenomén předčasného zavírání únavových trhlin významně ovlivňuje odhad zbytkové únavové životnosti uvažované konstrukce a jejích komponent. Dizertační práce se podrobně věnuje stanovení plasticky indukovaného zavírání únavové trhliny (PICC) pomocí metody konečných prvků a pomocí strip-yield modelu, a to i při proměnné amplitudě zatížení, kdy dochází ke zpomalování, respektive zrychlování, růstu trhliny. Následně prezentuje nový přístup k určení předčasného zavírání trhlliny způsobeného drsností lomových ploch (RICC) a přítomnou oxidickou vrstvou (OICC). Díky separaci jednotlivých mechanismů zavírání únavové trhliny je v závěrečné části dizertační práce navržena nová metodika stanovení zbytkové únavové životnosti s uvážením interakčních efektů a její srovnání s experimántálně obdrženými daty.
- ItemPřenositelnost popisu šíření únavových trhlin mezi tělesy různé velikosti a geometrie(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Tichoň, Dušan; Vojtek, Tomáš; Růžička, Milan; Chlup, ZdeněkTáto dizertačná práca sa zaoberá tematikou únavového poškodzovania materiálu a špeciálne prenositeľnosťou dát rýchlosti šírenia trhlín medzi telesami rôznej veľkosti a geometrie, a za rôznych zaťažovacích a environmentálnych podmienok. Významným parametrom popisujúcim únavové chovanie trhliny v telese je takzvaná prahová hodnota rýchlosti šírenia trhliny. Napriek tomu, že experimentálne meranie rýchlosti šírenia únavových trhlín je štandardizované, v literatúre sú reportované značné rozptyly dátach, a to prevažne pre ocele náchylné ku korózii. Identifikované faktory ovplyvňujúce tieto rozdiely zahŕňajú históriu a frekvenciu zaťažovania, veľkosť a geometriu telesa, absolútnu vlhkosť okolitého vzduchu či parametre experimentálnej techniky postupného znižovania zaťaženia. Nový inovatívny prístup separuje konzervatívnu časť prahovej hodnoty, nezávislú na oxidácii líc trhliny, od časti ovplyvnenej mechanizmom zatvárania trhliny vplyvom oxidačných produktov. Časť bezoxidovej prahovej hodnoty, získaná za kontrolovaných podmienok nízkej vlhkosti, typicky dosahuje hodnoty 4–5 MPam0.5 v závislosti na geometrii telesa. Príspevok daný oxidmi bol kvantifikovaný a tento prístup vierohodne predikuje krivku rýchlosti šírenia únavovej trhliny pre oceľ EA4T za rôznych podmienok, s chybou menšou než 10 % v prípade prahovej hodnoty. Navyše, predikcia únavových dát z vlakovej nápravy s poloeliptickou povrchovou trhlinou vykazuje chybu menšiu než 5 %. Bola navrhnutá nová metodika pre stanovenie prahovej hodnoty pre bod vnútri telesa v prípade poloeliptickej trhliny iniciovanej na povrchu, čo je relevantný smer vzhľadom k únavovému porušeniu integrity telesa. Týmto prístupom bol vyriešený problém s takzvanými „koróznymi ušami“, čo je relikt spojený s nerovnomernou vrstvou oxidačnej vrstvy na lícach trhliny a zahŕňa reálny tvar čela trhliny. Nadväzujúce štúdie únavových dát sa venovali štrukturálnym zónam zvarových spojov feriticko-perlitickej ocele v žíhanom a nežíhanom stave. V normovaných CT telesách sa únavové dáta žíhaných telies prekrývali s dátami získanými zo základného materiálu, čo naznačuje významnú relaxáciu zvyškových napätí po zváraní a zanedbateľnosť mikroštruktúrnych zmien. Signifikantné nezrovnalosti boli pozorované v pôvodnom poli zvyškových napätí, pretože rýchlosť únavových trhlín v prípade štandardných CT telies v oblasti zvarového kovu a teplom ovplyvnenej zóny bola nižšia, a v prípade neštandardných plochých telies naopak vyššia, pri porovnaní so základným materiálom. Z tohto dôvodu bola koncipovaná nová metodika uvažujúca zvyškové napätia pri numerických analýzach vedúcich k predikcii zvyškovej únavovej životnosti zvarových spojov. Tento prístup bol validovaný na experimentálnych testoch a dosiahol excelentnú zhodu s chybou okolo 7–10 % na konzervatívnej strane pre žíhané aj nežíhané telesá. Nakoniec, koncipovaná ucelená stochastická metodika umožňuje posúdenie vstupných parametrov z pravdepodobnostnej perspektívy. Navrhnutý algoritmus pomocou metódy Monte Carlo slúži k určeniu zvyškovej únavovej životnosti inžinierskych aplikácií vystavených únavovému poškodzovaniu a bol validovaný s vysokou mierou zhody s experimentami na vlakových nápravách. Fréchetova distribučná funkcia spolu s piatym percentilom distribúcie predikovaných životností boli navrhnuté ako reprezentatívne charakteristiky, ktoré významne znížili mieru neistôt deterministických prístupov.
- Item3D epitaxní tisk polovodičů pomocí elektronové pinzety(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Ukropcová, Iveta; Bábor, Petr; Jost, Birgit; Šamořil, TomášPohyb tekutých kapek je studován v mnoha odvětvích fyziky a manipulace s mikro- a nanoskopickými kapkami nabízí velký potenciál například v nanotechnologiích. V této dizertační práci je k manipulaci s AuGe kapkami na germaniovém substrátu ve skenovacím elektronovém mikroskopu použita nová technika zvaná elektronová pinzeta. Elektronový svazek vytváří v místě dopadu lokální teplotní gradient v substrátu a vyvolává směrovou termomigraci kapek směrem k elektronovému svazku. Navíc bylo ukázáno, že pokud je elektronovou pinzetou posouvána kapka, která současně slouží jako katalyzátor pro růst mikrodrátu metodou vapour-liquid-solid (pára-kapalina-pevná látka; VLS), vznikne horizontální mikrostruktura v místě trajektorie kapky. Optimalizace tohoto procesu kombinujícího elektronovou pinzetu a růst VLS je možné využít k vývoji techniky pro 3D epitaxní tisk polovodičů.
- ItemVliv kyseliny hyaluronové na tření a mazání fascií(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Streďanská, Alexandra; Vrbka, Martin; Bryant, Michael; Serro, Ana PaulaRastúci počet pacientov trpiacich nešpecifických bolestí chrbta predstavuje významné sociálno-ekonomické výzvy, ktoré si vyžadujú hľadanie účinných liečebných stratégií. Cieľom tejto štúdie, ktorá sa uskutočnila v spolupráci so spoločnosťou Contipro, a.s. je riešiť túto potrebu vývojom viskosuplementu na báze kyseliny hyalurónovej určeného na injekčné podanie do torakolumbálnej fascie na zmiernenie adhézie patologických fasciálnych tkanív, čo je stav často spojený s nešpecifickou bolesťou dolnej časti chrbta. Výskum bol rozdelený na základné a aplikované ciele. Základný cieľ bol zameraný na vývoj šiestich jedinečných tribologických modelov torakolumbálnej fascie na presnú simuláciu trecieho správania fasciálnych tkanív v podmienkach podobných podmienkam in vivo. Tieto modely boli nevyhnutné na skúmanie mechanizmov, ktorými roztoky na báze kyseliny hyalurónovej ovplyvňujú trecie vlastnosti, a na identifikáciu materiálových parametrov rozhodujúcich pre replikáciu správania fasciálneho tkaniva. Aplikovaný cieľ bol zameraný na posúdenie vplyvu rôznych zložení roztokov na báze kyseliny hyalurónovej na zníženie trenia vo fasciálnych tkanivách, čo v konečnom dôsledku viedlo k vývoju optimalizovaného viskózneho doplnku na liečbu nešpecifickej bolesti dolnej časti chrbta. Kľúčové zistenia ukázali, že rýchlosť pohybu, tuhosť materiálu, polomer pinu, predopnutie fascie a molekulová hmotnosť a koncentrácia kyseliny hyalurónovej sú rozhodujúcimi faktormi ovplyvňujúcimi trenie v torakolumbálnej fascii. Zistilo sa, že roztoky kyseliny hyalurónovej s nižšou molekulovou hmotnosťou, najmä tie so zníženou viskozitou, výrazne znižujú trenie tým, že uľahčujú hladší pohyb medzi povrchmi tkaniva. Štúdia tiež identifikovala mechanizmy zníženia trenia v adhezívnych fasciálnych tkanivách mazaných kyselinou hyalurónovou, čím poskytla vedecký základ pre vývoj nového viskosuplementu. Okrem rozsiahlych tribologických meraní sa na ďalšie overenie výsledkov uskutočnila farmakokinetická štúdia.
- ItemTermohydraulická odezva hlubinných vrtů v režimu uzavřené cirkulace tekutin(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Kubačka, Ján; Pospíšil, Jiří; Masaryk, Michal; Charvát, PavelDizertačná práca sa zameriava na modelovanie termo-hydraulickej odozvy hlbinných vrtov prevádzkovaných v režime uzatvorenej cirkulácie tekutín. Výskum pokrýva široké spektrum úloh spojených s prevádzkou hlbinných výmenníkov tepla, hĺbením vrtov pre akúkoľvek následnú aplikáciu ako aj ich uzatváraním a odstavovaním z prevádzky. V súčasnosti neexistuje ucelený výpočtový nástroj, ktorý by mohol efektívne riešiť všetky vyššie spomenuté problémy. Doterajší výskum v tejto oblasti sa sústredil najmä na uzatvorené vrty prevádzkované v režime výmenníkov tepla. Na tento účel sa využívali rôzne prístupy, ako vývoj nového výpočtového prostriedku alebo použitie existujúcich simulačných programov pre konkrétnu úlohu. Avšak žiadny z dostupných výpočtových nástrojov nie je bez vhodnej úpravy schopný pokryť oblasť hĺbenia vrtov, či fenomény spojené s ich uzatváraním. Ukazuje sa tiež, že použitie CFD prístupu je problematické z dôvodu enormných nárokov na výpočtový čas. Vývoj nového nástroja je motivovaný i aktuálnymi výskumnými snahami, ktoré skúmajú potenciál využitia tepelnej dezintegrácie materiálov ako alternatívy k tradičným mechanickým metódam hĺbenia vrtov a odstraňovania produkčných potrubí. Tento prístup má potenciál nahradiť tieto tradičné metódy a priniesť revolúciu v priemyselných odvetviach, čo si vyžaduje vývoj nových výpočtových nástrojov. Jedným z cieľov výskumného projektu je vyvinúť, popísať, overiť a demonštrovať funkčnosť nového výpočtového nástroja. Ďalším cieľom je podrobný rozbor termo-hydraulickej odozvy koaxiálnych a tzv. U-shaped výmenníkov tepla, konkrétne ich prevádzkových parametrov pri rôznych geometrických konfiguráciách a okrajových podmienkach. Súčasťou výskumu je tiež štúdium fenoménov spojených s hĺbením vrtov, najmä pri aplikácii nových metód, kde sa do vrtu vnáša teplo. Záver práce sa tiež okrajovo venuje procesom uzatvárania vrtov. V rámci výskumu bolo uskutočnené porovnanie kľúčových parametrov koaxiálnych výmenníkov tepla s použitím polymérového (HDPE) a vákuovo izolovaného (VIT) centrálneho potrubia. Súčasne sa analyzoval aj potenciálny prínos VIT potrubia v porovnaní s bežne používaným potrubím pri aplikáciách súvisiacich s hĺbením a uzatváraním vrtov. Tieto výsledky sú kľúčové pre ďalší vývoj optimálnych riešení v oblasti hlbinných výmenníkov tepla a technológií vŕtania, najmä v súvislosti s novými metódami tepelnej dezintegrácie materiálov.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »