Fatigue Crack Growth Retardation Techniques for the Integral Airframe Structure

Simple item page
but.committeeprof. Ing. František Pochylý, CSc. (předseda) prof. Ing. Milan Růžička, CSc. (člen) doc. Ing. Miloslav Petrásek, CSc. (člen) Ing. Jiří Man, Ph.D. (člen) doc. RNDr. Zdeněk Karpíšek, CSc. (člen) doc. Ing. Jaroslav Juračka, Ph.D. (člen)cs
but.defenceDP se zabývá únavovou životností leteckých konstrukcí. Je zaměřena na možnosti snížení rychlosti šíření trhliny. Je vypracována na velmi dobré úrovni. Výsledky experimentů je možné použít obecně pro další výzkum šíření trhlin letecký konstrukcí. Cenné jsou zejméína pounatky o technologii ultrazvukové konsolidace pro snižování šíření trhliny.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programStroje a zařízenícs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorKlement, Josefen
dc.contributor.authorJetela, Václaven
dc.contributor.refereeRůžička, Milanen
dc.contributor.refereePetrásek, Miloslaven
dc.date.accessioned2023-07-17T08:09:53Z
dc.date.available2023-07-17T08:09:53Z
dc.date.created2023cs
dc.description.abstractPři zavádění integrální letecké konstrukce vyvstal problém s rychlým růstem únavové trhliny v této konstrukci. Jednou z možností, jak zpomalit růst trhliny a zvýšit životnost konstrukce, je aplikace tzv. zastavovače trhliny. Tato disertační práce porovnává aditivně vyráběné a lepené zastavovače trhlin z hlediska životnosti, rychlosti šíření trhliny a delaminace. V případě lepených zastavovačů trhlin; doposud nebyla věnována pozornost zastavovačům z nerezové oceli. Nerezová ocel se jeví jako vhodný kandidát z důvodu koeficientu tepelné roztažnosti blízkého hliníkové slitině, vysoké tahové pevnosti a vysokého modulu pružnosti v tahu. S ohledem na aditivně vyráběné zastavovače trhlin, žádná pozornost nebyla věnována zastavovačům trhlin z materiálů odlišných od podkladové konstrukce. Za účelem doplnění současného stavu poznání byly vybrány tyto aditivní technologie: studená kinetizace a ultrazvuková konsolidace. Metodou studené kinetizace byly deponovány zastavovače z nerezové oceli a titanové slitiny. Metodou ultrazvukové konsolidace byly navařeny zastavovače z nerezové oceli. V experimentální části práce byl pozorován růst únavové trhliny v podkladové konstrukci. Delaminace zastavovače byla monitorována metodou pulzní termografie s následnou rekonstrukcí termografického signálu. Lepené zastavovače trhlin z nerezové oceli se prokázaly jako vhodná alternativa k zastavovačům s uhlíkovými vlákny. Nerezové zastavovače výrazně snížily rychlost šíření únavové trhliny, čímž značně prodloužily životnost vzorku. Bohužel, všechny zastavovače připravené metodou studené kinetizace urychlily růst únavové trhliny, čímž došlo k předčasnému selhání vzorku. Ultrazvukově konsolidované zastavovače s dvěma vrstvami oceli byly nejefektivnější z hlediska zvýšení životnosti. Tato práce navíc prokázala, že pro detekci delaminace v ultrazvukově konsolidovaném laminátu je možné použít metodu pulzní termografie.en
dc.description.abstractA problem with fast crack propagation arose from utilizing integral airframe structure. One of the techniques to slow down crack propagation and prolong the fatigue life is the application of crack retarder. The aim of this thesis is to compare the performance of additively manufactured crack retarders with bonded ones in terms of the fatigue life, crack growth rate and delamination. In case of the bonded crack retarders; no attention has been paid to the crack retarders made of stainless steel. The stainless steel appears to be a suitable candidate for its coefficient of thermal expansion close to the aluminum, high strength and elastic modulus. Regarding the additively manufactured crack retarders, little or no attention has been paid to the crack retarders made of metals different than the base structure. To address this research gap, two distinctive technologies were selected: cold spray and ultrasonic consolidation. Using the cold spray, the titanium and stainless steel crack retarders were deposited. Using the ultrasonic consolidation, the stainless steel crack retarders were welded. In the experimental work, the crack advance was visually observed. The crack retarder delamination was monitored using the pulsed thermography with subsequent Thermographic Signal Reconstruction. Bonded stainless steel crack retarders proved to be an suitable alternative to the already proven carbon fibre crack retarders. Stainless steel retarders significantly lowered the fatigue crack growth rate which resulted in longer fatigue life. However, all cold sprayed crack retarders accelerated crack growth rate and led to the specimen's premature failure. Ultrasonically consolidated crack retarder with two steel layers was the most effective in the life prolongation. The study also proved, that the delamination in the ultrasonically consolidated metal laminates can be detected using pulsed thermography.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationJETELA, V. Fatigue Crack Growth Retardation Techniques for the Integral Airframe Structure [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.cs
dc.identifier.other146614cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/208735
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrstvícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectLokální vyztuženíen
dc.subjectLepený zastavovač trhlinyen
dc.subjectCold sprayen
dc.subjectUltrazvuková konsolidaceen
dc.subjectRůst trhlinyen
dc.subjectPřípustné poškozeníen
dc.subjectTermografieen
dc.subjectDelaminace.en
dc.subjectSelective reinforcementcs
dc.subjectBonded Crack Retardercs
dc.subjectCold Spraycs
dc.subjectUltrasonic Consolidationcs
dc.subjectCrack growthcs
dc.subjectDamage Tolerancecs
dc.subjectThermographycs
dc.subjectDelamination.cs
dc.titleFatigue Crack Growth Retardation Techniques for the Integral Airframe Structureen
dc.title.alternativeFatigue Crack Growth Retardation Techniques for the Integral Airframe Structurecs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2023-01-04cs
dcterms.modified2023-01-10-14:17:09cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta strojního inženýrstvícs
sync.item.dbid146614en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2023.07.17 10:09:52en
sync.item.modts2023.07.17 09:35:13en
thesis.disciplineKonstrukční a procesní inženýrstvícs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Letecký ústavcs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 6
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
10.37 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
5.76 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
thesis-1.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Vedouci prace-posudek skolitele.pdf
Size:
44.11 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Vedouci prace-posudek skolitele.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Ruzicka_Posudek_JETELA_final_bez podpisu.pdf
Size:
229.62 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-Ruzicka_Posudek_JETELA_final_bez podpisu.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-posudek Petrasek.pdf
Size:
140.66 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-posudek Petrasek.pdf
Download
Collections
2023