Výpočtové modelování a analýza šíření trhlin v keramických kompozitech obsahující residuální napětí

Simple item page
but.committeeprof. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D. (místopředseda) prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. (člen) prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen) doc. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D. (člen) prof. Ing. Jaroslav Zapoměl, DrSc. (člen) prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen) doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D. (člen)cs
but.defencePři obhajobě student nejprve prezentoval svoji diplomovou práci, následně byly přečteny posudky a student odpovídal na dotazy oponenta. Poté byly členy komise položeny následující otázky: Jaké bylo použito Poissonovo číslo? Jak velké jste volil přírůstky? Jaké kritérium v použitém softwaru rozhoduje o šíření trhliny v síti? Je výpočet ovlivněn přiblížením čela trhliny k častici? Na závěr byla obhajoba hodnocena jako výborná.cs
but.jazykčeština (Czech)
but.programInženýrská mechanika a biomechanikacs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorŠeveček, Oldřichcs
dc.contributor.authorČerný, Hynekcs
dc.contributor.refereeMajer, Zdeněkcs
dc.date.created2023cs
dc.description.abstractDiplomová práce se zabývá 3D výpočtovým modelováním šíření trhlin v částicových a vrstevnatých keramických kompozitech. Nejdříve byly prozkoumány všechny dostupné nástroje lomové mechaniky v softwaru ANSYS a jejich vhodnost pro řešení zadaného tématu. V další části byl analyzován průchod trhliny částicovými kompozity, kde byl kladen důraz na vliv odlišné tuhosti a teplotní roztažnosti všech složek kompozitu. Nejdříve byl průchod trhliny odladěn na modelu homogenního materiálu, následně byl přidán vliv odlišné tuhosti složek kompozitu a v poslední fázi byl přidán i vliv zbytkové napjatosti. Z dosažených výsledků bylo možné popsat vliv dříve vyjmenovaných faktorů na energii potřebnou pro šíření trhlin. Tento vytvořený model by měl být aplikovatelný na i na model reálného kompozitu, díky čemuž by mělo být možné kvantifikovat, jestli je kompozit z hlediska šíření trhlin odolnější než homogenní materiál. V poslední části práce byl analyzován průchod trhliny vrstevnatými keramickými lamináty, kde byl opět kladen důraz na rozdílné tuhosti a teplotní roztažnosti všech složek laminátu. V této části bylo využito velké výhody programu ANSYS Mechanical APDL, a to možnosti skriptování. Pomocí vytvořených maker byl vytvořen parametrický model, který byl po zadání vstupních údajů schopný sám vytvořit geometrii výpočtového modelu, zadat okrajové podmínky, vytvořit síť výpočtového modelu, nastavit analýzu a spustit výpočet. Vytvořený model lze pak využít například pro zjišťování zdánlivé lomové houževnatosti laminátů, díky které lze posoudit nakolik je použitá konfigurace vhodnější než použití homogenního materiálu.cs
dc.description.abstractThe diploma thesis dealt with 3D computational modelling of crack propagation in particle and layered ceramic composites. In first part of thesis, all tools for fracture mechanics implemented in software ANSYS were explored for their suitability in given topic. In the next part, crack propagation in particle composites was analysed, where extra focus was applied on influence of different stiffness and thermal expansion of all components of the composite. First, the crack propagation in homogenous material model was set up, then the effect of different stiffness of the composite components was added, and in the last stage, the effect of the residual stresses was also added. From the achieved results, it was possible to describe the influence of the previously listed factors on the energy required for crack propagation. This created model should be applicable to the model of a real composite, thanks to which it should be possible to quantify whether the composite is more resistant to crack propagation then the homogenous material. In the last part of thesis, the crack growth through layered ceramic laminates was analysed, where emphasis was again placed on the different stiffness and thermal expansion of all components of the laminate. In this part, the great advantage of the ANSYS APDL, creating of macros, were used. Using macros, a parametric model was created, which, after the input data was entered, was able to create geometry of the computational model, enter boundary conditions, create a mesh of the computational model, set up the analysis and start the simulation. The created model can be used, for example, to determine the apparent fracture toughness of laminate, thanks to which it is possible to access how much the used configuration is more suitable than the use of a homogenous material.en
dc.description.markAcs
dc.identifier.citationČERNÝ, H. Výpočtové modelování a analýza šíření trhlin v keramických kompozitech obsahující residuální napětí [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.cs
dc.identifier.other149727cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/212386
dc.language.isocscs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrstvícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectŠíření trhlinycs
dc.subjectMKPcs
dc.subjectmetoda konečných prvkůcs
dc.subjectlomová mechanikacs
dc.subjectANSYScs
dc.subjectčásticové kompozitycs
dc.subjectvrstevnaté kompozitycs
dc.subjectzbytkové napětícs
dc.subjectCrack propagationen
dc.subjectMKPen
dc.subjectfinite element methoden
dc.subjectfracture mechanicsen
dc.subjectANSYSen
dc.subjectparticle compositesen
dc.subjectlayered compositesen
dc.subjectresidual stressen
dc.titleVýpočtové modelování a analýza šíření trhlin v keramických kompozitech obsahující residuální napětícs
dc.title.alternativeComputational modelling and analysis of crack propagation in ceramic composites containing residual stressesen
dc.typeTextcs
dc.type.drivermasterThesisen
dc.type.evskpdiplomová prácecs
dcterms.dateAccepted2023-06-12cs
dcterms.modified2023-06-14-17:01:22cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta strojního inženýrstvícs
sync.item.dbid149727en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.27 10:42:58en
sync.item.modts2025.01.15 19:55:24en
thesis.disciplineInženýrská mechanikacs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechanikycs
thesis.levelInženýrskýcs
thesis.nameIng.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
4.25 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
appendix-1.zip
Size:
9.44 MB
Format:
zip
Description:
appendix-1.zip
Download
Thumbnail Image
Name:
review_149727.html
Size:
10.12 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
file review_149727.html
Download
Collections
2023