but.committee	prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (předseda) Ing. Aleš Materna, Ph.D. (člen) prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen) prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen)	cs
but.defence	Dosažené výsledky základního výzkumu nabízí další pokračování v oblasti vhodných lomových kritérií postavených na prezentovaných teoretických základech s možností přímé aplikace v oblasti mikroelektroniky. Práce tak nejen rozšiřuje teoretické poznatky v oblasti LELM, ale zároveň vytváří základ pro aplikování užití na poli keramických laminátů nebo piezokeramiky.	cs
but.jazyk	angličtina (English)
but.program	Aplikované vědy v inženýrství	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Profant, Tomáš	en
dc.contributor.author	Hrstka, Miroslav	en
dc.contributor.referee	Materna, Aleš	en
dc.contributor.referee	Náhlík, Luboš	en
dc.date.created	2019	cs
dc.description.abstract	Předkládaná dizertační práce se zabývá stanovením hlavních členů Williamsova asymptotického rozvoje popisujícího rovinné elektro-elastické pole v okolí piezoelektrických bi-materiálových vrubů a trhlin na rozhraní za použití rozšířeného Lechnického-Eshelbyho-Strohova formalismu v návaznosti na čistě anizotropní pružnost. Je ukázáno, že rozšířený Lechnického-Eshelbyho-Strohův formalismus představuje spolu s moderními programovacími koncepty v jazyku Python efektivní a také praktický nástroj pro lomovou analýzu piezoelektrických bi-materiálů. Teoretická část práce popisuje aspekty anizotropní pružnosti a její návaznost na piezoelektrické materiály. Základní rovnice zaměřené na speciální typy monoklinických materiálů, které umožňují oddělení rovinného a anti-rovinného problému, jsou vyjádřeny pomocí komplexních potenciálů. V praktické části práce je sestaven problém vlastního hodnot pro bi-materiálový vrub, na jehož základě jsou stanoveny exponenty singularity a pomocí dvoustavového -integrálu také zobecněné faktory intenzity napětí. Veškeré vztahy a numerické procedury jsou následně rozšířeny na problém piezoelektrických bi-materiálových vrubů a podrobně prozkoumány v uvedených příkladech. Zvláštní pozornost je věnována přechodu asymptotického řešení téměř zavřených vrubů a trhlin na rozhraní. Vliv směru polarizace na asymptotické řešení je také zkoumán. Přesnost stanovení zobecněných faktorů intenzity napětí je testována srovnáním asymptotického řešení a řešení získaného pomocí metody konečných prvků s velmi jemnou sítí konečných prvků. Na závěr je formalismus modifikován pro nepiezoelektrické materiály.	en
dc.description.abstract	The presented dissertation thesis deals with evaluation of the leading terms of the Williams asymptotic expansion describing an in-plane electro-elastic field at the tip of piezoelectric bi-material notches and interface cracks using the expanded Lekhnitskii-Eshelby-Stroh formalism in connection to the pure anisotropic elasticity. It is demonstrated that the expanded Lekhnitskii-Eshelby-Stroh formalism with modern Python programming concepts represents an effective theoretical as well as a practical tool for the fracture analysis of piezoelectric bi-materials. The theoretical part of the thesis outlines aspects of anisotropic elasticity and their connection with piezoelectric materials. The governing equations focused on special types of monoclinic piezoelectric materials, which enable decoupling to the in-plane and anti-plane problem, are introduced via the complex potentials. In the practical part of the thesis, the eigenvalue problem of a bi-material notch is proposed in order to determine the singularity exponents as well as the generalized stress intensity factors by application of the two-state -integral. All relations and numerical procedures are applied to the pure anisotropic and subsequently expanded to the piezoelectric fracture problem of bi-material notches and deeply investigated in the numerical examples. A special attention is paid to the change of the asymptotic solution connected with the transition of a very closed notch into an interface crack. Also the influence of arbitrary oriented poling directions upon asymptotic solution is investigated. The accuracy of calculations of the generalised stress intensity factors is tested by comparing the asymptotic solutions with results obtained by the finite element method using a very fine mesh. Finally, the formalism is modified for non-piezoelectric media such as conductors and insulators.	cs
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	HRSTKA, M. Evaluation of Fracture Mechanical Parameters for Bi-Piezo-Material Notch [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2019.	cs
dc.identifier.other	113774	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/180481
dc.language.iso	en	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	Bi-materiálový vrub	en
dc.subject	trhlina na rozhraní	en
dc.subject	monoklinický materiál	en
dc.subject	rozšířený Lechnického-Eshelbyho-Strohův formalismus	en
dc.subject	piezoelektřina	en
dc.subject	-integrál	en
dc.subject	exponent singularity	en
dc.subject	zobecněný faktor intenzity napětí	en
dc.subject	Bi-material notch	cs
dc.subject	interface crack	cs
dc.subject	monoclinic material	cs
dc.subject	expanded Lekhnitskii-Eshelby-Stroh formalism	cs
dc.subject	piezoelectricity	cs
dc.subject	-integral	cs
dc.subject	singularity exponent	cs
dc.subject	generalized stress intensity factor	cs
dc.title	Evaluation of Fracture Mechanical Parameters for Bi-Piezo-Material Notch	en
dc.title.alternative	Evaluation of Fracture Mechanical Parameters for Bi-Piezo-Material Notch	cs
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted	2019-06-26	cs
dcterms.modified	2019-07-10-09:48:44	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta strojního inženýrství	cs
sync.item.dbid	113774	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2025.03.27 14:43:40	en
sync.item.modts	2025.01.16 00:43:25	en
thesis.discipline	Inženýrská mechanika	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

Evaluation of Fracture Mechanical Parameters for Bi-Piezo-Material Notch

Files

Original bundle

Collections