diplomová práce

Metody hodnocení únavy materiálu konstrukčních uzlů tlakových zařízení s využitím výsledků numerických analýz

Text práce 3.68 MB Příloha 262.44 kB

Autor práce: Bc. Václav Boleloucký

Ak. rok: 2020/2021

Vedoucí: Ing. Tomáš Létal, Ph.D.

Oponent: Ing. Pavel Lošák, Ph.D.

Abstrakt:

Diplomová práce se zabývá hodnocením únavové životnosti v okolí konstručního uzlu tlakové nádoby, kde vzniká výrazná koncentrace napětí a je zde předpoklad primárního vlivu na únavu materiálu. Konkrétně se jedná o místo přechodu kontrolního otvoru do pláště analyzovaného zařízení. Práce obsahuje teoretickou a praktickou část. V teoretické části jsou představeny pojmy a metody hodnocení, související s danou problematikou. Na základě těchto metod je provedena analýza konstrukčního uzlu tlakové nádoby. Analýza je provedena metodou konečných prvků na skořepinovém a objemovém modelu nádoby v softwaru ANSYS Workbench, její výsledky dále zpracovány a vyhodnoceny dle aktuálního návrhu úpravy evropské harmonizované normy EN 13445--3, kapitoly 18. Výsledky analýz jsou hodnoceny v závěru práce.

Klíčová slova:

Tlaková nádoba, skořepina, svarový spoj, hrdlo, extrapolace, časová životnost, MKP analýza, únava materiálu, Ansys, Solidworks, Matlab

Termín obhajoby

6.10.2020

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Byly zodpovězeny otázky oponenta závěrečné práce včetně upřesňujících dotazů komise. Dotaz na interpetaci výsledků (předvedené tabulky s hodnotami napětí) a srovnání uvedených hodnot napětí. Dotaz na pojmy "interpolace, extrapolace a aproximace" v kontextu prezentace závěrečné práce, postupně zodpovězeno. Dotaz na možnosti využití norem v předmětné oblasti, zodpovězeno.

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Ústav

Studijní program

Strojní inženýrství (M2I-P)

Studijní obor

Procesní inženýrství (M-PRI)

Složení komise

prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (předseda)
doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (člen)
Ing. Dušan Vincour, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Tomáš Létal, Ph.D.

Bc. Václav Boleloucký se ve své práci věnoval tématu hodnocení únavy tlakových zařízení s využitím výsledků numerických analýz. Jedná se o aktuální problematiku, o čemž svědčí i připravovaná (ale dosud neschválená) aktualizace normy EN 13445-3:2014/prA20, která si klade za cíl usnadnit využívání numerických analýz v hodnocení únavy svarů tlakových nádob.
Student v práci nejprve popsal teoretický základ k únavě svarů, tvorbě únavových křivek a určování napětí v oblasti svarů. Poté v praktické části demonstroval použití různých přístupů při hodnocení únavy svarového spoje pláště a hrdla vzdušníku při cyklickém zatěžování tlakem. V praktické části narazil také na určité problémy a nejasnosti, které zůstávají v rámci již zmíněné aktualizace normy i přes její nesporný přínos nedořešeny.
Všechny cíle byly splněny, práci považuji za zdařilou a doporučuji ji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Pavel Lošák, Ph.D.

Student se věnoval aktuální problematice posuzování únavového poškozování svarových spojů. K řešení využil aktuální literaturu a diskutoval řadu přístupů k řešení problematiky. V práci provedl demonstraci zvolených postupů na vybraném konstrukčním uzlu zařízení.
Grafické zpracování práce je na velmi vysoké úrovni, forma psaného projevu je také velice kvalitní.
Rešeršní část práce je zpracovaná přehledně a obsahuje řadu odkazů na příslušné normalizované požadavky pro hodnocení únavového degradačního mechanismu. Menším nedostatkem je jedna citace 25 let staré literatury a na tomto základě argumentace o nedostatečnosti současných znalostí části problematiky.
Výpočtový model je přehledně popsán a pozitivně hodnotím také zamyšlení nad případnými nedostatky modelu, a to jak ve fázi jeho tvorby při 3D modelování, tak také v následných fázích MKP analýzy.
V přílohách práce student dodal výpočty provedené v softwaru Matlab, zde bych vyčetl nekonzistenci použitého jazyka. Celá práce je psaná v angličtině, v přílohách je ovšem pro popisky v kódu použitý český jazyk.
Student předvedl schopnost systematické práce a vyhodnocování adekvátních závěrů. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou A.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací B

Známka navržená oponentem: A