Effects of Defects on Composite Structures Load Carrying Capacity: Delaminations at a Bi-Material Interface

Simple item page
but.committeeprof. Ing. František Pochylý, CSc. (předseda) prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen) prof. Ing. Milan Růžička, CSc. (člen) prof. Ing. Antonín Píštěk, CSc. (člen) doc. Ing. Josef Klement, CSc. (člen) doc. RNDr. Zdeněk Karpíšek, CSc. (člen) prof. Ing. Miroslav Rousek, CSc. (člen) doc. Ing. Jiří Hlinka, Ph.D. (člen) doc. Ing. Ivo Jebáček, Ph.D. (člen)cs
but.defenceDDP je zaměřena na analýzu vlivu vad na únosnost kompozitních konstrukcí. Výsledky DDP mají aplikační charakter a představují významný příspěvek ke stanovení podmínek pro iniciaci a růst deliminace na vybraných kompozitech. Dizertant prokázal schopnost vědecky pracovat a výsledky realizovat v průmyslové praxi.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programStroje a zařízenícs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorJuračka, Jaroslaven
dc.contributor.authorMatěják, Vladimíren
dc.contributor.refereeKotoul, Michalen
dc.contributor.refereeRůžička, Milanen
dc.date.created2016cs
dc.description.abstractKompozitní materiály se projevují komplexním způsobem porušování, které může být dále ovlivněno přítomností různých poruch plynoucích z výrobních processů nebo se vyskytujících v průběhu života součásti. Důkladné porozmění procesů porušování a jejich okolností je nezbytné pro navrhování kompozitních konstrukcí, jenž budou bezpečnější, trvanlivější a ekonomičtější. V první části disertační práce jsou popsány způsoby porušování kompozitů a uvedeny současné matematické metody pro analýzu a výpočet únosnosti. Dále jsou zde vyjmenovány hlavní druhy vad a stručně diskutován jejich vliv na vlastnosti kompozitních materiálů. Zvláštní důraz je kladen na delaminace, společně se základními principy lomové mechaniky a jejich uplatnění při výpočtech a zkoušení kompozitů. Druhá část je zaměřena na delaminace na rozhranní dvou různých materialů. Lomová houževnatost byla experimantálně měřena ve třech typech zatížení za účelem stanovení poruchového kritéria založeného na podílu módu I a módu II. Během tohoto experimentu byla vyvinuta nová metoda měření délky trhliny pomocí digitáního zpracování obrazu a rovněž byla navržena nová definice počátku šíření trhliny. Analytické vztahy pro výpočet míry uvolnění deformační energie z naměřených dat byly rozšířeny o vliv rozdílných elastické parametrů materiálů na rozhranní. Podrobnější prozkoumání analytických vztahů a výpočet metodou konečných prvků odhalil, že podíl módu I a módu II je závislý na vzdálenosti od čela trhliny a poruchové kritérium založené na podílu smíšenosti tak nemůže být použito.en
dc.description.abstractComposite materials exhibit a complex failure behaviour, which may be further affected by various defects that arise either during the manufacturing process or during the service life of the component. A detailed understanding of the failure behaviour, and the factors affecting it, is essential for designing composite structures that are safer, more durable and economical. First part of this thesis gives an overview of typical failure mechanisms in composite materials and describes mathematical theories, currently being used in analysing and predicting the failure. Different types of defects are reviewed and their effects on composite materials performance briefly discussed. Delaminations are described in more detail together with basic fracture mechanics principles and their application in the analysis and experimental testing of composite materials. The second part focuses on delamination at an interface of two different materials. An experimental measurement of fracture toughness was performed under three types of loading conditions in order to determine a delamination failure criterion based on a ratio of mode I and mode II. As a part of the experiment, a novel method of measuring the crack length based on digital image processing was developed and also a new type of delamination initiation point definition proposed. Analytical equations for calculating the energy release rate from experimentally measured data were reviewed and extended to account for different elastic moduli of the two materials at the interface. Analytical and finite element investigation revealed that the mode I and mode II contributions are dependent on the distance from the crack tip and therefore a failure criterion based on the mixed mode ratio cannot be used.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationMATĚJÁK, V. Effects of Defects on Composite Structures Load Carrying Capacity: Delaminations at a Bi-Material Interface [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2016.cs
dc.identifier.other91694cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/61743
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrstvícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectDelaminaceen
dc.subjectRozhranníen
dc.subjectLomen
dc.subjectPoruchaen
dc.subjectKompoziten
dc.subjectSmíšený móden
dc.subjectZkoušení delaminacíen
dc.subjectRzchlost uvolnění enrgieen
dc.subjectDigitální zpracování obrazuen
dc.subjectDélka trhlinyen
dc.subjectDelaminationcs
dc.subjectInterfacecs
dc.subjectFracturecs
dc.subjectStrengthcs
dc.subjectFailurecs
dc.subjectCompositecs
dc.subjectMixed modecs
dc.subjectDelamination testingcs
dc.subjectEnergy release ratecs
dc.subjectDigital image processingcs
dc.subjectCrack lengthcs
dc.titleEffects of Defects on Composite Structures Load Carrying Capacity: Delaminations at a Bi-Material Interfaceen
dc.title.alternativeEffects of Defects on Composite Structures Load Carrying Capacity: Delaminations at a Bi-Material Interfacecs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2016-06-28cs
dcterms.modified2016-07-07-09:40:12cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta strojního inženýrstvícs
sync.item.dbid91694en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.27 14:41:59en
sync.item.modts2025.01.15 21:55:01en
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 5
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
5.91 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
1.11 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
thesis-1.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-posudek prof. RNDr. Michal Kotoul DrSc.pdf
Size:
124.04 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-posudek prof. RNDr. Michal Kotoul DrSc.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Matejak01.pdf
Size:
322.96 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-Matejak01.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
review_91694.html
Size:
1.78 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
file review_91694.html
Download
Collections
2016