Schválené projekty 2010

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2010

Přidělená částka z MŠMT na VŠB-TUO - 25 868 000,-Kč

fakultačástka v tis. Kč
FBI 622
EKF 2 146
FAST 1 139
FS 4 030
FEI 4 339
HGF 6 187
FMMI 7 405
CELKEM 25 868
KódSP/2010172
Název projektuStudium lomových charakteristik konstrukčních ocelí využitím kombinované metody FEM-DEM
ŘešitelTichý Richard Ing.
Školitel projektuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.<br />
Období řešení projektu01.01.2010 - 31.12.2010
Předmět výzkumuCílem výzkumného záměru bude vývoj matematicko-fyzikálního modelu popisujícího heterogenitu lokálních napěťově-deformačních vlastností materiálu před čelem ostré trhliny a studium napěťově-deformačních polí.

V současné době jsou známé výsledky prací, které aplikují kombinaci konečnoprvkových a diskrétních modelů (FEM-DEM) nebo specifických hybridních modelů při predikci lomových vlastností heterogenních materiálů [1, 2]. U běžných konstrukčních materiálů, jakými jsou uhlíkové nebo mikrolegované oceli nebyly tyto modely dosud uplatněny. Hlavní překážkou je stochastické rozdělení fází a vysoká heterogenita lokálních napěťově-deformačních vlastností. Návrh numerického modelu zohledňujícího mikrostrukturu konstrukčních ocelí přispěje k pochopení vztahů mezi jejich mikro a makro vlastnostmi ([3]), umožní posoudit další interakční zdroje pevnosti a houževnatosti a vytvořit předpoklady pro predikci napěťově-deformačního chování konstrukčních částí.

V rámci projektu bude navázána spolupráce s universitou Queen Mary v Londýně, kde se vyvíjí výzkumný software Y pro řešení úloh aplikujících kombinaci metod FEM a DEM [4]. S universitou byla zahájena předběžná jednání.

[1] Munjiza A.: The Combined Finite-Discrete Element Method, John Wiley & Sons, Ltd. 2004

[2] Monteiro Azevedo N., Lemos J.V.: Hybrid discrete element/finite element method for fracture analysis, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 2006, Vol. 195, pp. 4579-4593

[3] D’Addetta G. A.: Discrete Models for Cohesive Frictional Materials, Universität Stuttgart 2004, Bericht Nr. 42

[4] Munjiza A., John N. W. M.: Mesh size sensitivity of the combined FEM/DEM fracture and fragmentation algorithms, Engineering Fracture Mechanics 2002, Volume 69, Issue 2, pp. 281-295
Členové řešitelského týmuIng. Kateřina Macurová
Ing. Tomáš Novák
Ing. Pavel Řepka
prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Ing. Richard Tichý
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Řešení bude rozděleno do třech etap:
a) 1.2.2010 – 30.5.2010, Experimentální měření

V této etapě budou vybrány vhodné materiály, jejichž mikrostrukturní snímky budou uchovány v digitální podobě. S využitím nanoindentačního přístroje bude zjištěno rozložení modulu pružnosti vně i na hranici viditelných zrn.

b) 1.4.2010 – 31.7.2010, Vývoj matematicko-fyzikálního modelu

V této etapě bude vyvinut algoritmus pro tvorbu hrubé konečnoprvkové sítě pro celé těleso a sítě popisující nejbližší okolí čela trhliny na základě geometrie zrn zobrazených na mikrostrukturních snímcích. Snímky a identifikované elastické vlastnosti budou také využity v dalším algoritmu, který konečnoprvkové síti přiřadí heterogenní rozložení vlastností. Budou definovány stavy zatížení odpovídající prvnímu módu otevírání trhliny. Před vlastním studiem napěťových polí bude nutné otestovat, zda velikost elementů před čelem trhliny zabezpečuje reprodukovatelné výsledky.

c) 1.8.2010 – 30.11.2010, Studium napěťových polí

Cílem závěrečné etapy budou studie zaměřené na popis deformačního a napěťového chování materiálu v okolí trhliny. Sledovaným ukazatelem bude také makroskopické chování materiálu v průběhu růstu počáteční trhliny, které bude porovnáno s reálným měřením.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
61200,-82743,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)45000,-68016,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti16200,-14727,-
2. Stipendia95000,-120000,-
3. Materiálové náklady25000,-4152,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-0,-
5. Služby24000,-6335,-
6. Cestovní náhrady25800,-17170,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory25000,-25600,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady256000,-
Uznané náklady256000,-
Celkem běžné finanční prostředky256000,-256000,-