Analýza vlivu velikosti, teploty a rychlosti deformace na zpevnění kovových materiálů

Abstract

Diplomová práce se zabývá analýzou vlivu velikosti vzorku, teploty a rychlosti deformace na deformační zpevnění vybraných kovových materiálů - hliníkové slitiny AW 2024-T351, niklové slitiny Inconel 718 a nerezové oceli 316L. Pro experimentální ověření byly navrženy a realizovány tahové zkoušky včetně miniaturizovaných variant, jejichž cílem bylo postihnout komplexní materiálové chování v různých podmínkách zatěžování. Naměřená data byla využita ke kalibraci Johnson-Cookova konstitutivního modelu, přičemž optimalizace parametrů byla provedena pomocí optimalizace hejnem částic. Správnost kalibrace byla ověřena pomocí numerických simulací v prostředí metody konečných prvků. Výsledky ukazují význam vlivu velikosti, rychlosti deformace a teploty na zpevnění a potvrzují vhodnost použití kalibrovaného modelu pro popis materiálového chování ve výpočetních simulacích.

This thesis focuses on the analysis of the influence of specimen size, temperature, and strain rate on the strain hardening of selected metallic materials - aluminium alloy AW 2024-T351, nickel alloy Inconel 718, and stainless steel 316L. A comprehensive experimental program was designed, including miniature tensile testing, to investigate the complex behavior of materials under varying loading conditions. The acquired data were used for the calibration of the Johnson-Cook constitutive model, with parameter optimization performed using the Particle swarm optimization. The accuracy of the calibrated model was validated by finite element method. The results demonstrate the significant effects of strain rate, temperature, and specimen size on material hardening and confirm the applicability of the calibrated model in computational simulations of structural components.