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/2010180
Název projektuHodnocení pevnosti a houževnatosti materiálů pro náročné technologické aplikace
ŘešitelBonček Richard Ing., MBA
Školitel projektuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.<br />
Období řešení projektu01.01.2010 - 31.12.2010
Předmět výzkumuU vybraných konstrukčních dílů nelze sledovat pouze meze minimální lomové houževnatosti, ale musí být také zaručena minimální únavová pevnost, kterou je nutné dodržet v souladu s technickými požadavky na úrovni nejméně 108 cyklů. Často je ze strany uživatele požadováno, aby byla ve výrobě zajištěna minimální hmotnost konstrukčních dílů a rovněž s uvážením nového tvarového designu. Protože tyto faktory jsou někdy navzájem protichůdné, musí být k nalezení nejlepšího řešení použita optimalizační metoda [1]. Hlavní roli, a to zejména ve vztahu k dlouhodobé provozní únavě u částí namáhaných cyklicky, hrají povrchové a podpovrchové charakteristiky materiálu, ale rovněž i nehomogenity na průřezu strojní části. Pravděpodobnost vzniku nerovnovážného stavu konstrukce a jejího selhání může být zkoumána s využitím numerických simulačních metod, Monte Carlo, ale také pomocí modernějších modelů výpočtu konečných, zejména nelineárních prvků. Pomocí metod citlivostní analýzy lze odhalit a stanovit ty vlastnosti, které mají zásadní význam pro návrh konstrukce [2]. Tato metoda může přinést doporučení průběžně sledovat vybrané vlastnosti ve vztahu ke statistickému rozdělení sledovaných výrobních technologických parametrů.
Při výrobě a zpracování komponent, navržených pro dlouhodobé statické nebo cyklické víceosé namáhání, se velmi často předpokládá existence vnitřních napětí v konstrukčních materiálech, která mohou podstatně ovlivnit jejich prahové napětí související s požadavky na životnost komponent. Minimalizace negativních účinků těchto napětí nebo dokonce jejich úplné odstranění nespočívá pouze ve změně tvaru komponenty. Jedná se také o výběr vhodných konstrukčních materiálů [3]. K dosažení tohoto cíle je nutné využít nových designových metod, metod vývoje nových materiálů, inovativních funkčních tvarů a návrhu nových designových parametrů. Tyto nové přístupy mohou být využity nejen pro zohlednění vnitřního pnutí, ale i pro kvantifikaci dopadů působení dlouhodobého, časově proměnného napětí nebo zvýšené teploty v kombinaci s vlivy jiných degradačních procesů. Vliv degradačních procesů je přitom synergický a kombinační účinky těchto procesů mohou mít větší negativní dopady než kdyby tyto procesy působily samostatně, nezávisle na sobě. Dosud však nebyly účinky této synergie zkoumány do takové hloubky, aby bylo možné stanovit jasné požadavky, pokud jde o bezpečnost a spolehlivost technických konstrukcí, které byly vystaveny podmínkám dlouhodobého působení napětí.
Pokud jde o cyklicky zatížené konstrukce rozhodující vliv na jejich životnost bude mít i v tomto případě tvar konstrukčních částí, konstrukční materiál, působící vnitřní napětí a nehomogenity ve struktuře a lokálních charakteristikách. To je důležité zejména tehdy, je-li nutné brát v úvahu účinky kombinace těchto faktorů nebo jedná-li se o časově proměnlivé složky víceosého namáhání. Přestože statická i únavová kritéria víceosého namáhání jsou teoreticky dobře zvládnuta a počátkem devadesátých let byla některá z nich úspěšně použita v technické praxi, nejsou dosud k tomuto účelu rozsáhleji využívána. Uplatňování těchto kritérií není jednoduché, neboť změna některých základních metalurgických mikrostrukturních charakteristik vyvolává změnu parametrů, které určují životnost komponent negativně ovlivněných víceosým stavem napjatosti.

[1] Strnadel, B.: The Railway Wheel Shape Optimization Method, Research report, Bonatrans Group, Ostrava, 2006 (in Czech).
[2] Kala, Z.: Journal of Constructional Steel Research 61, 2005, 415.
[3] Vejvoda, S., Vincour, D., Nekvasil, R.: Proc. of Int. Conf. OPE 2006 – Chennai, India, 2006, A-159
Členové řešitelského týmuIng. Richard Bonček, MBA
Ing. Jan Brumek
Ing. Martin Příkaský
prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Ing. Michal Vyležík
Ing. Pavel Židlík
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Postup řešení projektu lze rozdělit do dvou etap.

První etapa řešení bude zaměřena na získávání znalostí o procesech poškození tak, aby mohl být vypracován model hodnocení degradace mechanických vlastností. Využitím výpočetních metod bude simulováno chování konstrukcí.

Druhá etapa řešení se bude orientovat na výzkum trendů a stupně poškození materiálu v souvislosti s funkčností konstrukce a využitím výsledků ke zvýšení její bezpečnosti a provozní spolehlivosti. Výsledkem bude návrh nových metod designu, modelování a hodnocení bezpečnosti a spolehlivosti konstrukcí podrobených působení procesů degradace, zejména únavy. V modelu budou zahrnuty i vlivy velmi rychlého křehkého lomu.
Výsledky budou publikované v recenzovaném časopise a na konferenci.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
63920,-90491,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)47000,-67684,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti16920,-22807,-
2. Stipendia96000,-47000,-
3. Materiálové náklady22680,-51509,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek10000,-0,-
5. Služby27000,-36000,-
6. Cestovní náhrady5400,-0,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory25000,-25000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady250000,-
Uznané náklady250000,-
Celkem běžné finanční prostředky250000,-250000,-