Numerické modelování residuálních napětí v kovových materiálech

Abstract

Předkládaná diplomová práce je zaměřena na problematiku zbytkového napětí, přesněji implementaci zbytkových napětí do simulací s využitím metody konečných prvků (MKP), experimentálního určování zbytkových napětí a vlivu zbytkových napětí na šíření únavových trhlin. V této práci jsou testovány nalezené přístupy implementace zbytkových napětí do MKP a nejvhodnější z testovaných přístupů je následně použit při simulaci experimentu. Porovnáním simulace v MKP a experimentálně naměřených dat určených modifikovanou metodou drážky jsou určeny hodnoty zbytkového napětí na vzorku z indukčně kalené železniční nápravy. Následuje ověření stanovených hodnot residuálních napětí pomocí rentgenové difrakce a určení vlivu ZN na rychlost šíření dlouhých únavových trhlin.The presented master thesis is focused on residual stresses, more precisely on the implementation of residual stresses in simulations using the finite element method (FEM), experimental determination of residual stresses and the influence of residual stresses on fatigue crack propagation. In this thesis, the found approaches of implementing residual stresses in FEM are tested and the most suitable of the tested approaches is then used in the simulation experiment. By comparing the FEM simulation and experimentally measured data determined by the modified slotting method, the residual stress values on an induction hardened railway axle specimen are determined. This is followed by the verification of the determined residual stress values by X-ray diffraction and the determination of the effect of residual stress on the rate of propagation of long fatigue cracks.