Search the digital library catalog

Abstract: V okviru diplomskega dela je bila izvedena numerična analiza tlačnih mehanskih lastnosti strukture en-kamen. Namen zastavljene naloge je bila ugotovitev, ali se v strukturi pojavijo lastnosti avksetičnih materialov. Izdelana sta bila osnovni lik in mreža, na kateri so bile izvajane numerične simulacije. Analizirane so bile lastnosti strukture med tlačno obremenitvijo. Avksetičnost je bila preverjena z določitvijo Poissonovega razmerja.
Keywords: Struktura en-kamen, metoda končnih elementov, mehanske lastnosti, Poissonovo število.
Published in DKUM: 07.10.2024; Views: 0; Downloads: 77
Full text (2,59 MB)

Abstract: V teoretičnem delu magistrske naloge so predstavljene osnovne lastnosti jekla, kemijske sestave, predstavljen je postopek poboljšanja izbranih jekel in postopki preizkušanja mehanskih lastnosti. Opisane so tudi lastnosti legirnih elementov in vpliv ogljika na kaljivost. Predstavljen je tudi Jominyjev preizkus, na podlagi katerega je vrednotena kaljivost. Spoznamo postopek popuščanja in njegov vpliv na mikrostrukturo in trdoto. Na podlagi rezultatov meritev trdote in nateznega preizkusa ter pregleda mikrostrukture je predstavljen izbor materialov, ki so ustrezni za izdelavo vijakov.
Keywords: mehanske lastnosti, poboljšanje, mikrostruktura, vijak
Published in DKUM: 01.06.2023; Views: 489; Downloads: 44
Full text (15,66 MB)

Abstract: Aluminijeve pene se še uveljavljajo na področju modernega inženirstva. Uporabljajo se tam, kjer se zahtevajo lahke konstrukcije, ki morajo prenašati mehanske in termične obremenitve ali imeti sposobnost absorpcije udarne energije. Elementi iz aluminijevih pen, npr. kompozitni sendvič paneli, imajo običajno porozno jedro, ki ga obdaja tanka plast neporozne zunanje površine. Ta plast bistveno vpliva na mehanske lastnosti elementa, ima pa tudi funkcijo zaščite notranjosti pred vplivi okolice. Mehanska obdelava z odrezovanjem povzroči deformacijo zunanje neporozne površine, kar ima praviloma za posledico zmanjšanje trdnostnih lastnosti in izpostavljenost notranje strukture vplivom iz okolice. V disertaciji je opisana mehanska obdelava z odrezovanjem in preoblikovanjem različnih vzorcev zaprto-celičnih aluminijevih pen. V prvem delu so bili izvedeni mehanski postopki obdelave struženja, rezkanja, vrtanja in enotočkovnega inkrementalnega preoblikovanja vzorcev penjenih v kalup. Ti vzorci so imeli porozno jedro in tanko plast zunanje neporozne površine. Z odrezovanjem je bila ta plast odstranjena, s čimer so bile zmanjšane tlačne lastnosti, obdelana površina je postala porozna ter mersko nenatančna. Boljši rezultati so bili doseženi s postopkom enotočkovnega inkrementalnega preoblikovanja. S tem postopkom so bile na površini, brez porušitve, izdelane enostavne oblike kot so žlebovi, utori itd. V drugem delu so bile izvedene raziskave inkrementalnega preoblikovanja in tornega valjanja vzorcev štirih različnih aluminijevih pen, s porozno zunanjo površino. Vzorci so se razlikovali po gostoti, velikosti celic in metalurški sestavi. Izdelani so bili na tračni žagi z minimalno deformacijo površine. Za obdelavo s preoblikovanjem je bilo uporabljeno orodje iz karbidne trdine, ki je delovalo s čelnim ali bočnim delom. Vsak vzorec je bil obdelan s točno določenimi pogoji obdelave (globino preoblikovanja, podajalno hitrostjo in številom vrtljajev orodja). Obdelana površina je bila naknadno obarvana, za doseganje boljšega kontrasta med poroznim in neporoznim delom površine. Izdelane so bile digitalne fotografije obdelane površine in analizirane s pomočjo programske opreme ter pragovnega algoritma. Za vsak vzorec je bila glede na referenčne, neobdelane vzorce, izračunana sprememba površinske pozornosti. S pomočjo metode odzivnih površin je bil določen vpliv parametrov obdelave na poroznost obdelane površine. Iz rezultatov preizkusov je bilo ugotovljeno, da ima število vrtljajev največji, podajalna hitrost po najmanjši vpliv na zmanjšanje površinske poroznosti. V nadaljevanju so bile izmerjene in analizirane obdelovalne sile ter debelina sloja deformirane površine. Izvedeni so bili tlačni preizkusi obdelanih vzorcev, s katerimi je bil določen vpliv obdelane površine na tlačno trdnost, ki predstavlja področje konstantne napetosti v - diagramu. Tlačne lastnosti obdelanih vzorcev, katerim je bila zaradi deformacije površine zmanjšana površinska poroznost, so se bistveno povečale. Ugotovljeno je bilo, da je debelina deformirane površine odvisna od preoblikovalnih lastnosti materiala aluminijevih pen. Pri vzorcih z višjo stopnjo čistosti aluminija je bila deformirana plast debelejša, kar je, dokazano s preizkusi, pomenilo višjo stopnjo tlačne trdnosti. S celotno raziskavo je bilo ugotovljeno ter dokazano, da je elementom, izdelanim s postopki odvzemanja materiala, mogoče povečati tlačno trdnost ter zmanjšati zarezne učinke, z naknadnimi preoblikovalnimi postopki kot sta inkrementalno preoblikovanje in torno valjanje. Takšno kombinacijo obdelovalnih postopkov, ki se lahko izvajajo na istem stroju, je smiselno uporabiti pri maloserijski proizvodnji izdelkov, pri čemer se kot surovec uporabijo palice, bloki ali pločevina iz aluminijaste pene.
Keywords: aluminijeva pena, zaprto-celična pena, mehanska obdelave, površinska poroznost, inkrementalno preoblikovanje, torno valjanje, mehanske lastnosti
Published in DKUM: 04.05.2023; Views: 663; Downloads: 54
Full text (14,14 MB)

Abstract: Raziskovalna dejavnost v gradbeništvu je v zadnjem času osredotočena tudi na materiale, s katerimi želi pri gradnji vplivati na zmanjšanje onesnaženosti narave in okolja. Takšen material je konopljin beton, ki predstavlja učinkovito in okolju prijazno gradnjo tudi zaradi ničelnega ogljičnega odtisa. Namen diplomskega dela je s pregledom strokovne in znanstvene literature, ki je bila objavljena od leta 2009 do 2020, ugotoviti, ali je konopljin beton primeren gradbeni material za enostavne stanovanjske hiše in zahtevnejše objekte. Raziskave so pokazale, da ima konopljin beton majhne mehanske trdnosti, ki pa jih lahko najbolj izboljšamo s povečanjem gostote in deleža veziv (cementa in pucolanov). Takšen beton je potem primeren tudi za gradnjo večjih objektov. Raziskave so tudi potrdile, da ima konopljin beton odlične toplotne in akustične lastnosti, je paropropusten, ognjevaren in zrakotesen, zaradi česar nudi bivanjsko ugodje in zmanjšuje stroške ogrevanja. Ker so na tržišču že dostopni prefabricirani konopljini zidaki, ki še poenostavijo gradnjo s tem materialom, lahko pričakujemo njegovo hitrejšo uveljavitev.
Keywords: industrijska konoplja, gradnja, konopljin beton, mehanske lastnosti konopljinega betona, fizikalne lastnosti konopljinega betona
Published in DKUM: 20.07.2021; Views: 2223; Downloads: 138
Full text (1,82 MB)

Abstract: V doktorski disertaciji so predstavljeni rezultati geometrijske in mehanske karakterizacije avksetičnih celičnih struktur, katerih karakteristična in edinstvena lastnost je ta, da imajo negativno Poissonovo razmerje. Napredna karakterizacija je bila sestavljena iz treh delov: analize geometrije izdelanih avksetičnih celičnih struktur, eksperimentalnega testiranja in računalniških simulacij. Analiza geometrije je bila izvedena z mikroskopiranjem in mikroračunalniško tomografijo (µCT), kar je omogočilo natančno oceno pravilnosti in zanesljivosti izdelave preizkušancev z dodajalnimi tehnologijami. Temu je sledilo eksperimentalno tlačno testiranje pri različnih hitrostih obremenjevanja, kjer so bili ovrednoteni vplivi osnovnega materiala, poroznosti, geometrije in hitrosti obremenjevanja na mehanski odziv analiziranih avksetičnih celičnih struktur. V sklopu eksperimentalnega tlačnega testiranja so bile izdelane in preizkušene tudi avksetične celične strukture napolnjene s silikonom, z namenom dodatnega izboljšanja mehanskih lastnosti kompozitnih avksetičnih celičnih struktur. Rezultati eksperimentalnega testiranja so bili osnova za validacijo računalniških modelov in razvoj robustnega materialnega modela, ki omogoča opis deformacijskega obnašanja vseh, v tem delu analiziranih avksetičnih celičnih struktur. Za izvedbo eksplicitnih računalniških simulacij je bil uporabljen računalniški program LS-DYNA. Na podlagi verificiranih in validiranih računalniških modelov avksetičnih struktur so bili v nadaljevanju razviti tudi računalniški modeli sendvič struktur z avksetičnim jedrom, ki so bili uporabljeni za analizo eksplozijskega in balističnega obremenjevanja. Ugotovljeno je bilo, da uporaba avksetične celične strukture kot jedra sendvič struktur zviša sposobnost absorpcije energije v primerjavi s sendvič strukturo z neavksetičnim jedrom. Izvedeno je bilo tudi eksperimentalno testiranje gradiranih avksetičnih celičnih struktur pri kvazi-statičnih in dinamičnih hitrostih obremenjevanja. Pokazano je bilo, da lahko pri dovolj visokih (nadkritičnih) hitrostih s pomočjo usmerjenosti gradiranih avksetičnih celičnih struktur spremenimo njihov mehanski odziv pri tlačni obremenitvi. Deformacijsko obnašanje gradiranih avksetičnih struktur je bilo uspešno določeno tudi z računalniškimi simulacijami. Validirani računalniški modeli in optimizacijski algoritem pa so bili v nadalje uporabljeni kot osnova za določitev funkcionalno gradirane avksetične strukture, ki omogoča uporabniško določen mehanski odziv za predvideno obremenitveno stanje.
Keywords: avksetične celične strukture, mehanske lastnosti, udarne obremenitve, računalniške simulacije
Published in DKUM: 04.10.2019; Views: 2115; Downloads: 412
Full text (9,69 MB)