Pole napětí a deformace v okolí trhlin s komplikovanou geometrií čela zatížených ve smykových zátěžných módech

but.committeeprof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Radimír Vrba, CSc. (místopředseda) prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen) doc. Ing. Marta Kianicová, Ph.D. (člen) prof. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D. (člen)cs
but.defenceTéma disertační práce je aktuální a přínosná. Vytýčené cíle byly splněné. Disertant prokázal,že je perspektívním vědecko-výzkumním pracovníkem, který přistupuje k výzvám tvůrčím způsobem a je schopen získat originální výsledky. Student publikoval své výsledky v prestižních mezinárodních impaktovaných časopisech. Samotná disertační práce je na velice vysoké úrovni. V průběhu obhajoby student uspokojivě zodpověděl dotazy oponentů a členů komise.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programPokročilé materiály a nanovědycs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorHorníková, Janaen
dc.contributor.authorŽák, Stanislaven
dc.contributor.refereeHutař,, Pavelen
dc.contributor.refereeKunz,, Jiříen
dc.date.created2018cs
dc.description.abstractTato závěrečná práce je shrnutím výzkumu smykově zatěžovaných trhlin, který proběhl v průběhu čtyř let doktorského studia jejich autora Ing. Stanislava Žáka (Středoevropský technologický institut, Vysoké učení technické v Brně). Předložená práce je zaměřena na prohloubení znalostí v oblasti pokročilé lomové mechaniky, konkrétně pro smykové zatěžování trhlin kombinované s případy geometrických odchylek trhlin od běžně používaných modelů. To mimo jiné znamená návrh nových přístupů a modelů a popis součinitelů intenzity napětí pro geometricky komplikované trhliny. První část práce je věnována shrnutí současných přístupů v lomové mechanice a dále i popisu numerických metod, použitých v dalších výpočtech. Kromě klasických přístupů se tato část textu zabývá i novějším výzkumem zaměřeným na smykové zatěžování trhlin, speciálně pro dva typy zkušebních těles – válcový vzorek s obvodovým vrubem a trhlinou zatížený prostým smykem nebo krutem a CTS těleso umožňující zatížení trhliny v módech I, II a také v jejich kombinaci I+II. Další část textu je zaměřena na konkrétní výpočty lomových parametrů při použití nových modelů s komplikovaným čelem trhliny. Teoretické řešení lomových parametrů pro oba výše zmíněné modely je porovnáno s experimentálními výsledky, získanými v navazujících projektech. U modelu válcového vzorku je popsána možnost zjednodušení budoucích modelů těles s podobným typem komplikované trhliny a současně je na něm popsán lokální vliv zubatosti čela trhliny na indukci lokálního zatížení v módu II při globálním zatížení v módu III. Tyto výsledky jsou přímo propojeny s experimentální kvantifikací únavového šíření lomu při zatížení v módu III. CTS těleso je použito k popisu vlivu drsnosti trhliny na součinitele intenzity napětí. Na tomto modelu je pozorován jak globální pokles hodnoty KII při zvyšující se drsnosti trhliny, tak i lokální změny v namáhání trhliny podél jednotlivých nerovností. Výsledky potvrzují, i pro dosud málo zkoumané smykové zatěžování, že mikrostruktura lomových ploch a čela trhliny má vliv na lomové parametry. Rozšiřují tak současné znalosti v oboru lomové mechaniky popisem geometrického stínění čela trhliny pro zátěžné módy II a III.en
dc.description.abstractThis thesis summarizes the extend of research on the shear-modes loaded cracks done in the period of four years of doctoral studies of Ing. Stanislav Žák (Central European Institute of Technology, Brno University of Technology). The actual research aims to improve the scientific view on advanced fracture mechanics, specifically for the shear loading of cracks combined with cases when the geometry of the crack flanks and front doesn’t match with widely used and standardized models. This means proposal of new modelling approaches of geometrically complicated cracks and description of changes in the local stress intensity factors along such cracks. Initial part of the text presents a review of current approaches in the fracture mechanics and numerical methods used in further research. This part emphasizes theoretical methods in general fracture mechanics and also specific shear modes loading, particularly use of the two types of specimens – a special specimen dedicated to mode II loading (compact-tension-shear specimen) with a possibility of mixed-mode I+II loading, and widely used cylindrical specimen with circumferential notch and crack which is able to comprehend mode II and III loading. The second, more extensive part of this thesis concentrates on actual evaluation of conditions along the real-like (tortuous) crack fronts for two types of specimens under the remote shear mode loading. Theoretical solution of fracture parameters for both mentioned specimens is compared to the experimental results obtained in the frame of the follow-up projects. The cylindrical specimen is reviewed from two points of view. The first one is solely about the numerical methods and the simplification of complex numerical models. In the second one, the influence of small asperities along the crack front on local k2 inducement for specimens under the remote mode III loading is observed. The results are directly connected to the experimental measurement of mode III fatigue thresholds values for metallic materials where the local mode II advances of crack front are quantified. On fractures in compact-tension-shear specimen various configurations of crack front and flanks tortuosity are investigated. The global decrease of KII with increasing crack tortuosity is observed and used for correction of mode II fatigue threshold values of metallic materials. Furthermore, the conditions along one particular asperity are investigated. The results confirm that the shear loaded cracks (which were not described suficiently so far) are affected by the crack front and flanks microstructure. Therefore, this work extends the knowledge on roughness-induced shielding of shear loaded cracks.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationŽÁK, S. Pole napětí a deformace v okolí trhlin s komplikovanou geometrií čela zatížených ve smykových zátěžných módech [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. 2018.cs
dc.identifier.other113327cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/85371
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. CEITEC VUTcs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectCTS vzoreken
dc.subjectkřivolakost trhlinyen
dc.subjectlineárně-elastická lomová mechanikaen
dc.subjectMKP modelováníen
dc.subjectsmykové zátěžné módyen
dc.subjectsoučinitele intenzity napětíen
dc.subjectválcový vzoreken
dc.subjectcompact-tension-shear specimencs
dc.subjectcrack tortuositycs
dc.subjectcylindrical specimencs
dc.subjectfinite element modelingcs
dc.subjectlinear-elastic fracture mechanicscs
dc.subjectshear mode loadingcs
dc.subjectstress intensity factorscs
dc.titlePole napětí a deformace v okolí trhlin s komplikovanou geometrií čela zatížených ve smykových zátěžných módechen
dc.title.alternativeDeformation and stress fields at the front of shear cracks with complicated geometrycs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2018-10-15cs
dcterms.modified2018-10-19-14:37:29cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyCEITEC VUTcs
sync.item.dbid113327en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.27 11:38:36en
sync.item.modts2025.01.15 15:59:30en
thesis.disciplinePokročilé materiálycs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. Středoevropský technologický institut VUTcs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 6
Loading...
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
3.51 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
1.36 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
thesis-1.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Vedouci prace-Posudek_vedouciho.pdf
Size:
896.32 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Vedouci prace-Posudek_vedouciho.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Posudek_Hutar_bez_podpisu.pdf
Size:
139.03 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-Posudek_Hutar_bez_podpisu.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Posudek_Kunz_bez_podpisu.pdf
Size:
236.8 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-Posudek_Kunz_bez_podpisu.pdf
Collections