Schválené projekty 2014

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2014

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 50 638 tis.Kč

Z toho 2.5%  - 1 265 950 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakultapřidělená částka v tis. Kč
FBI  1 186
EKF  5 453
FAST  3 351
FS 11 385
FEI 12 892
HGF  5 937
FMMI  7 377
CNT  1 791
CELKEM 49 372

 

KódSP2014/200
Název projektuNapěťově-deformační charakteristiky ocelí při vysokých rychlostech deformace
ŘešitelStrnadel Bohumír prof. Ing., DrSc.
Školitel projektuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.<br />
Období řešení projektu01.01.2014 - 31.12.2014
Předmět výzkumuProjekt je orientován na studium vlivu mikrostruktury na napěťově deformační odezvu konstrukčních ocelí při vysokých rychlostech deformace. Budou provedeny zkoušky mechanických vlastností vybraných typů ocelí od kvazistatických zkoušek představujících malé rychlosti deformace až po velmi vysoké rychlosti deformace prostřednictvím balistických testů. Jmenovitě se jedná o konvenční tahovou zkoušku, dynamickou tahovou zkoušku na servo-hydraulických zkušebních strojích, Hopkinsonovu zkoušku využívající vodící tyče a zkoušku využívající zatížení materiálu výbuchem.
Základní dynamické vlastnosti vybraných typů ocelí budou testovány na vysokorychlostním trhacím stroji Instron VHS 8800. U tohoto jednoosého univerzálního zkušebního stroje lze zkušební tělesa zatěžovat tahem o vysoké rychlosti deformace, ale také tříbodovým ohybem či cyklickým zatěžováním. V případě vysokorychlostního zatěžování může být dosaženo rychlosti až 20 m/s při maximální zatěžovací síle 80 kN. Zkušební vzorky lze u této zkoušky zatěžovat při různých teplotách použitím teplotní komory. Klasické tenzometrické snímače síly jsou zde nahrazeny hlavou Kistler, která umožňuje snímání síly při vysokých rychlostech zatěžování. Pro přesnější snímání deformace lze tenzometry nainstalovat přímo na zkušební vzorky. Realizací tohoto testu získáme závislost napětí – deformace při odpovídajících deformačních rychlostech. Z těchto záznamů budou stanoveny parametry konstitutivní Johnson Cookovy rovnice, která spojuje deformační napětí s deformací, rychlostí deformace a teplotou.
Členové řešitelského týmuIng. Vladan Geryk
Ing. Marek Ječmínka
Ing. Vratislav Mareš
prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)
1. Předmětem výzkumu bude studium vlivu mikrostruktury sledovaných ocelí na hodnoty parametrů Johnson Cookovy rovnice. Řízená kontrola mikrostrukturních parametrů konstrukčních ocelí umožní stanovit podmínky, za kterých bude odolnost proti dynamickému namáhání maximální. Znalost těchto parametrů umožňuje řešit prakticky veškeré problémy balistického zatížení. V současné době prováděné výpočty a rozvoj počítačové techniky naznačují, že numerickými přístupy bude možné modelovat i značně komplikované problémy rázového zatěžování, které by experimentálně nebylo možné realizovat.
Studium vlivu mikrostruktury ocelí na dynamické napěťově deformační charakteristiky při změně rychlosti deformace bude logicky zasazeno do kontrolujících mikromechanismů plastické deformace. Pro velmi nízké rychlosti deformace do 10-4 s-1 může být deformace řízená creepem, hlavně při zvýšených teplotách. Při vyšší rychlosti deformace do 10-2 s-1 je deformace převážně řízená pohybem dislokací a jejich interakcemi. Tyto rychlosti deformace jsou běžné pro stanovování základních mechanických vlastností. Při těchto rychlostech deformace se získávají statické mechanické vlastnosti materiálů. U rychlosti deformace v rozsahu 10-2-104 s-1 je deformace řízená pohybem dislokací a elastickými napěťovými pulzy. Tyto rychlosti deformace jsou typické pro stanovování dynamických vlastností materiálů. Deformace při rychlosti deformace do 106 s-1 je řízena pouze elastickými napěťovými pulzy. Tento rozsah rychlostí deformace je důležitý pro balistické aplikace.

2. V souvislosti se změnou rychlosti deformace budou systematicky analyzovány mechanické vlastnosti vybraných typů ocelí v závislosti na teplotě. Budou identifikovány mikromechanismy kontrolující deformační vlastnosti a také podmínky vzniku jejich skokové změny. Poznání zákonitostí konverze kontrolujících mikromechanismů plastické deformace se stane vodítkem optimalizované konstituce těchto ocelí a podmínek jejich namáhání s minimálními dopady ve změnách jejich rezistence vůči dynamickým rázům.

3. Napěťově-deformační charakteristiky při středních rychlostech deformace v rozsahu 0,003-200 s-1 budou na servo-hydraulickém zkušebním zařízení snímány tak, že respektují efekt setrvačnosti a šíření napěťových vln v průběhu dynamické zkoušky. Se vzrůstající rychlostí deformace se zatížení nepřenese s rovnoměrným rozdělením mezi zkušební vzorek, upínací přípravek a snímač napětí. Napěťová data získaná ze snímače napětí pak začínají oscilovat v důsledku setrvačnosti a napěťových vln, které postupně deformují části zařízení. Tento jev označován jako zátěžné zvonění (load ringing) zkresluje získaná data a způsobuje nepřesné nebo chybné výsledky. Tento jev lze omezit zvýšením vlastní frekvence upínacího přípravku nebo měřením napětí přímo na zkušebním vzorku. V případě zvýšení vlastní frekvence upínacího přípravku napěťová data oscilují výrazně méně se vzrůstající vlastní frekvencí. Toto je předběžný návrh změny experimentálního designu zkoušek, který bude podroben ověření v rámci řešení projektu.

4. Výsledky řešení projektu budou prezentovány na konferenci New methods of damage and failure analysis of structural parts a také na studentské konferenci doktorandů. Výsledky práce se stanou podkladem pro přípravu náročnějších výstupů s evidencí v databázi Scopus.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
93800,-93800,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)70000,-86055,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti23800,-7745,-
2. Stipendia148000,-148000,-
3. Materiálové náklady0,-57458,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek20000,-0,-
5. Služby47700,-17900,-
6. Cestovní náhrady10000,-2342,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory35500,-35500,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady355000,-
Uznané náklady355000,-
Celkem běžné finanční prostředky355000,-355000,-