Vliv aditivní technologie a rychlosti deformace na mechanické vlastnosti materiálů

Abstract

Předložená diplomová práce se zabývá analýzou vlivu rychlosti deformace a vlivu orientace vrstev 3D tištěných výrobků vůči směru působení zatížení na jejich mechanické vlastnosti. Práce je zaměřena na tlakovou odezvu tištěných materiálů. Zmíněné vlivy byly experimentálně zkoumány prostřednictvím kvazistatického tlakového testu s využitím digitální korelace obrazu a Hopkinsonova tlakového testu. Testy byly provedeny pro materiál PLA a pro vysokoteplotní PA s uhlíkovými vlákny. Na základě experimentálně získaných dat byly sestaveny materiálové modely, ve kterých byl popis plasticity proveden pomocí modelu Johnson-Cook. Sestavené materiálové modely pro různé orientace tištěných vrstev vůči směru působícího zatížení byly následně ověřeny prostřednictvím numerické simulace Hopkinsonova tlakového testu. Výsledky ověření shody mezi experimentálně získanou odezvou materiálu a odezvou získanou prostřednictvím numerické simulace potvrdily schopnost sestavených modelů tuto odezvu predikovat.

The submitted diploma thesis focuses on analyzing the influence of strain rate and the orientation of layers in 3D printed products relative to the direction of applied load on their mechanical properties. The work is specifically aimed at the compressive response of printed materials. These influences were experimentally investigated using a quasi-static compression test with Digital Image Correlation and a Split Hopkinson Pressure Bar Test. The tests were conducted on PLA material and high-temperature PA reinforced with carbon fibers. Based on the experimentally obtained data, material models were developed, with plasticity described using the Johnson-Cook model. The developed material models for various orientations of printed layers relative to the direction of the applied load were subsequently validated through numerical simulation of the Split Hopkinson Pressure Bar. The validation results, comparing the experimentally obtained material response with that from numerical simulation, confirmed the models' capability to predict the compressive behavior.