Search the digital library catalog

Abstract: V magistrski nalogi je predstavljena numerična študija določevanja življenjske dobe izbranih TPMS struktur. V začetnem delu je predstavljeno teoretično ozadje določevanja življenjske dobe, osnove celičnih struktur in njihovo mehansko obnašanje. V drugem delu naloge so predstavljene numerične analize določevanja življenjske dobe v režimu malocikličnega utrujanja. Analize so bile izvedene v kontroli deformacije za različne nivoje amplitudnih deformacij (R=-1, kar predstavlja natezno-tlačno stanje). Numerične simulacije so bile izvedene za tri najpogosteje uporabljene TPMS strukture. Numerični rezultati so bili predstavljeni v treh različnih oblikah, pri čemer je bila izvedena primerjava rezultatov med analiziranimi strukturami. Primerjani so bili numerični rezultati življenjske dobe, njihove najvišje napetosti, njihove togosti, kritična mesta za iniciacije razpok in njihova deformacijska energija.
Keywords: numerična analiza, malociklično utrujanje, TPMS, minimalne površine, aluminijeva zlitina, AA 5083-H111
Published in DKUM: 17.09.2024; Views: 0; Downloads: 227
Full text (6,42 MB)

Abstract: This study presents the comprehensive experimental investigation of the microstructure, mechanical and fatigue properties of a new high-strength aluminium alloy AA 6086, which was developed from a commercial aluminium alloy AA 6082. The new alloy possesses a higher content of Si, and, it also contains Cu and Zr. The alloy was characterised in the as-cast condition after homogenisation, extrusion, and T6 heat treatment. Light microscopy, scanning and transmission electron microscopy with energy dispersive spectrometry were used to analyse the microstructure and the fractography of broken specimens. The quasi-static and fatigue tests were performed on the MTS Landmark 100 kN servo-hydraulic test machine, controlled with a mechanical extensometer with a 25 mm gauge length. The quasi-static strength of the analysed aluminium alloy AA 6086 was found to be significantly higher if compared to some other AA 6xxx alloys, while the ductility was kept almost the same. The experimental results of the comprehensive fatigue tests in a Low Cycle Fatigue (LCF) and High Cycle Fatigue (HCF) regime showed a good fatigue resistance, and represent a good basis for engineering design applications of the newly developed aluminium alloy AA 6086.
Keywords: aluminijeve zlitine, karakterizacija materiala, utrujanje, eksperimentalno testiranje, statistično ovrednotenje, Aluminium Alloy AA 6086, material characterisation, fatigue behaviour, experimental testing, statistical evaluation
Published in DKUM: 02.04.2024; Views: 281; Downloads: 26
Link to full text
This document has many files! More...

Abstract: V tem diplomskem delu je predstavljeno podjetje metalna IMPRO, znotraj katerega sem pridobil navdih za mojo diplomsko nalogo. V podjetju se za izdelavo tlačnih in reaktorskih posod uporablja material AISI 316L, ki ima izredno visok indeks deformacijskega utrjevanja, saj med napetostnim obremenjevanjem pride do transformacije metastabilnega avstenita v martenzit. Namen diplomskega dela je ugotoviti vpliv trdnostno utrjenih področij z lokalno plastično deformacijo, kot tudi vpliv oslabitve na smer in propagacijo utrujenostne razpoke. Vpliv smo ugotavljali z laboratorijskim testiranjem vzorcev s standardno geometrijo. Natančno je opisana tudi izdelava preizkušancev, sam postopek testiranja na servo-hidravličnem stroju Instron 1255, odčitavanje in beleženje podatkov ter delo v programu Microsoft Excel. Rezultati kažejo, da lokalno utrjena področja pri tankih epruvetah ne zavirajo inciacijo in rast utrujenostne razpoke, prav tako tudi pri tankih epruvetah ne pride do spremembe smeri napredovanja utrujenostne razpoke. Pri deblejših epruvetah pride do zaviranja rasti utrujenostne razpoke skozi lokalno utrjena področja, vendar istočasno pride do spremembe rasti razpoke proti luknji, ki predstavlja območje oslabitev na kompaktnem (ang. Compact Tension-CT) preizkušancu.
Keywords: kontrola, merilno orodje, Instron, natezno preizkušanje, tlačna obremenitev, preizkušanje, epruvete, utrujanje, razpoka
Published in DKUM: 09.10.2023; Views: 346; Downloads: 34
Full text (4,35 MB)

Abstract: V tem delu smo določili vrednosti materialnih parametrov lotnih spojev toplotnega izmenjevalca, ki so namenjeni definiranju materialnih lastnosti pri numeričnih simulacijah z metodo končnih elementov. Na podlagi rezultatov statičnih nateznih testov smo določili vrednost modula elastičnosti, meje tečenja in natezne trdnosti preizkušancev lotnih spojev, prav tako pa smo podali tudi nekaj parametrov, ki opišejo plastični del krivulje σ – ε. Poleg statičnih smo izvajali tudi dinamične teste pri vedno enakem obremenitvenem razmerju in s pomočjo le – teh določili vrednosti koeficienta in eksponenta trdnosti pri utrujanju, ki sta veljavna v območju, ko delovne napetosti ne presegajo vrednosti meje tečenja. Vse pridobljene rezultate smo naknadno tudi potrdili z uporabo numeričnih analiz po metodi končnih elementov v programu Ansys, kjer smo pokazali, da se rezultati ujemajo.
Keywords: toplotni izmenjevalec, lotni spoj, utrujanje, eksperimentalne raziskave, numerične analize.
Published in DKUM: 24.08.2023; Views: 571; Downloads: 0
Full text (3,07 MB)

Abstract: V doktorski disertaciji obravnavamo sledenje in napovedovanje sprememb impulznih odzivov v nestacionarnih konvolutivnih mešanicah impulznih izvorov in njun vpliv na uspešnost razpoznave impulznih izvorov. Pri tem izhajamo iz lastnosti večkanalnih površinskih elektromiogramov (EMG), v katerih predstavljajo impulzni odzivi akcijske potenciale motoričnih enot (APME), impulzni izvori pa nosijo informacije o trenutkih proženja posameznih motoričnih enot (ME). Med dinamičnimi ali utrujajočimi skrčitvami skeletnih mišic se APME v času zvezno spreminjajo in v doktorski disertaciji pokažemo, da je to spreminjanje vsaj odsekovno linearno, torej lahko spreminjanje APME obravnavamo kot zaporedje linearnih sprememb. Ker so APME bistven gradnik filtrov ME, s katerimi iz večkanalnih površinskih signalov EMG ocenimo vlake impulzov ME, nam napovedovanje sprememb APME omogoča dekompozicijo večkanalnih površinskih signalov EMG v prožilne trenutke ME. V doktorski disertaciji omenjeno spoznanje vgradimo v Kalmanov filter za napovedovanje sprememb APME v posameznem kanalu signalov EMG, rezultate Kalmanovega napovedovanja posameznih kanalov pa združimo v celovito napoved filtra ME v danem časovnem trenutku. Omenjeno rešitev ovrednotimo na sintetičnih in eksperimentalnih večkanalnih površinskih signalih EMG, ki so posneti iz dvoglave nadlahtne mišice (biceps brachii) ter mišice palca roke (abductor pollicis brevis). Skrbno preučimo vpliv parametrov Kalmanovega filtra na uspešnost filtrov ME in predlagamo njihove optimalne vrednosti. Ker se med posameznimi mišicami in eksperimentalnimi protokoli razlikujejo dinamike spreminjanja APME, se med posameznimi eksperimentalnimi protokoli razlikujejo tudi optimalne vrednosti Kalmanovega filtra. Statistična primerjava z ostalimi obstoječimi metodami za dekompozicijo večkanalnih površinskih signalov EMG, predvsem s predhodno objavljeno ciklostacionarno kompenzacijo konvolutivnih jeder (angl. cyclostationary Convolution Kernel Compensation - csCKC), pokaže, da daje opisan način sledenja in napovedovanja APME statistično značilno boljše rezultate od obstoječih metod. Na sintetičnih dinamičnih večkanalnih površinskih elektromiogramih dvoglave nadlaktne mišice zazna nova metoda 9,9 ± 2,2 ME, in sicer s senzitivnostjo 93,1 ± 7,8 % in preciznostjo 98,2 ± 2,6 %. V enakih razmerah zazna metoda csCKC 3,8 ± 1,8 ME, in sicer s senzitivnostjo 78,7 ± 15,1 % in preciznostjo 97,6 ± 3,4 %. V sintetičnih večkanalnih površinskih elektromiogramih mišice palca roke, tvorjenih med izdatnim izometričnim utrujanjem mišice, zazna prestavljena metoda 10,4 ± 2,3 ME, in sicer s senzitivnostjo 89,3 ± 23,6 % in preciznostjo 90,0 ± 18,9 %. V enakih razmerah zazna metoda csCKC 5,4 ± 1,1 ME, in sicer s senzitivnostjo 61,3 ± 41,2 % in preciznostjo 66,0 ± 36,9 %. Metodo ovrednotimo tudi na eksperimentalnih signalih z neznanimi trenutki proženj motoričnih enot. V tem primeru kot referenčne vrednosti vzamemo rezultate metode csCKC, ki jih je dodatno pregledal in uredil ekspert. V primeru utrujanja mišice palca roke nam novo predlagana metoda zazna 10,6 ± 5,5 ME, in sicer s senzitivnostjo 91,8 ± 15,9 % in preciznostjo 92,7 ± 10,7 %. V enakih razmerah zazna metoda csCKC 3,6 ± 3,0 ME, in sicer s senzitivnostjo 69,5 ± 30,2 % in preciznostjo 74,0 ± 26,0 %. Predstavljena metoda torej statistično značilno (p<0,01) presega učinkovitost do sedaj razvitih metod za dekompozicijo nestacionarnih večkanalnih površinskih elektromiogramov in je primerna tudi za preučevanje skrčitev, v katerih se oblike akcijskih potencialov motoričnih enot ne ponavljajo v ciklih. Med takšne primere sodijo samo enkrat izvedeni gibi in utrujanja skeletnih mišic. S tem predlagana metoda bistveno nadgrajuje prej objavljeno metodo csCKC, ki gradi ravno na ciklostacionarnosti površinskih elektromiogramov med ponavljajočimi neutrujajočimi meritvami.
Keywords: Motorične enote, akcijski potencial motorične enote, večkanalni površinski elektromiogram, dinamične skrčitve skeletnih mišic, utrujanje, dekompozicija sestavljenih signalov, prožilni trenutki motoričnih enot
Published in DKUM: 09.03.2023; Views: 699; Downloads: 72
Full text (13,88 MB)