Přiděleno: Marek Žďárský

Vedoucí práce: Jaroslav Valach

Obhájeno: rozpracováno

Motivace

Cílem bakalářské práce je informovat o kombinovaném experimentálně-numerickém studiu chování materiálu. Je využíván tzv. termoelastický jev, který propojuje deformaci s lokálním nárůstem teploty. Prostřednictvím moderních termokamer jsme schopni zaznamenat ony teplotní změny s vysokou přesností, a tím se nám otevírají nové možnosti bezkontaktního pozorování deformací těles v průběhu zatěžování. Cílem práce je demonstrovat na dostupné technice uskutečnitelnost této metody a provést odhad dosažitelné přesnosti a citlivosti.

Metody

Vyšetřované vzorky jsou získány v podobě standardních CT tělísek z nízkouhlíkových ocelových bezešvých trubek užívaných ke stavbě plynovodů. U odebraného materiálu je nejprve odstraněno válcové zakřivení a potom je z nich vyříznutý tvar vzorku tak, aby osa vrubu souhlasila s osou trubky. Následně byla nacyklována cca 1,5mm dlouhá únavová trhlina vycházející z vrubu. Právě v okolí tohoto koncentrátoru napětí se v experimentálních vzorcích v průběhu zatěžování vytváří rozsáhlá plastická deformace. Podmínky zatěžování vzorku lze nastavit takovým způsobem, že je zachován statický charakter zkoušky, ale současně termoelastické jevy spojené se vznikem deformačního pole a disipovaná energie plastického přetvoření působící jako tepelný zdroj zůstanou detekovatelné, protože rychlosti teplotních změn převýší rychlosti vedení tepla. Při takovémto nastavení experimentu je možné provést záznam vývoje teplotního pole na povrchu vzorku v reálném čase s termokamerou s dostatečným teplotním rozlišením (cca 0,1°C). Znalost teplotního pole nám umožní odvodit rozsah a charakter deformací, které proběhly ve vzorku, tím, že je použijeme jako vstupní data pro hybridní konečně-prvkový model elasto-plastického zatěžování zvoleného vzorku. Porovnání experimentálně určeného pole deformace s deformací vyplývající z MKP výpočtu přináší možnost provádět zpřesnění konstitutivních materiálových vztahů i zkoumat platnost předpokladů o průběhu deformace.