Experimentální stanovení vývoje plochy plasticity při cyklickém namáhání

Abstract

Disertační práce se zabývá experimentálním stanovením pružné oblasti a jejím vývojem při monotónním a cyklickém namáhání. Za účelem stanovení plochy plasticity je představena nová metodika pro realizaci experimentů v laboratoři Katedry aplikované mechaniky Fakulty strojní VŠB–TUO. Představená metodika využívá odlišný přístup za účelem stanovení specifické meze kluzu, která je založena na kritériu efektivního přírůstku plastické deformace v jednotlivých osách zatížení. V následném postprocesu je možné toto ukončovací kritérium upravit a libovolně zpřísnit. Metodika je ověřena na konvenčně vyrobených vzorcích z materiálů, které jsou v literatuře dobře popsány. Konkrétně na oceli železničního kola Class C a hliníkové slitině 2124-T851. Po ověření je samotná metodika aplikována na vzorky vyrobené aditivní technologií, konkrétně metodou selektivního laserového tavení. Pro vzorky z nerezové oceli 316L, hliníkové slitiny AlSi10Mg a superslitiny na bázi niklu Inconel 718, které jsou vyrobené aditivně, jsou tak představeny nové počáteční plochy plasticity. Pro hliníkovou slitinu AlSi10Mg a superslitinu Inconel 718 jsou dále představeny následné plochy plasticity při monotónním a cyklickém namáhání s různými hodnotami předpětí.

The dissertation deals with the experimental determination of the elastic region and its evolution under monotonic and cyclic loading. To determine the area of plasticity, a new methodology is presented for the implementation of experiments in the laboratory of the Department of Applied Mechanics, Faculty of Mechanical Engineering, VSB–TUO. The presented methodology uses a different approach in order to determine the specific yield strength, which is based on the criterion of the effective increment of plastic strain in each load axis. In a subsequent post-process, this termination criterion can be modified and arbitrarily tightened. The methodology is verified in conventionally fabricated specimens made of materials that are well described in the literature. Specifically, on Class C railway wheel steel and aluminium alloy 2124-T851. After validation, the methodology itself is applied to specimens fabricated by additive manufacturing, specifically the selective laser melting method. Thus, new initial yield surfaces are introduced for the 316L stainless steel, AlSi10Mg aluminium alloy, and Inconel 718 nickel-based superalloy samples that are fabricated additively. For the AlSi10Mg aluminium alloy and the Inconel 718 superalloy, subsequent yield surfaces under monotonic and cyclic loading with different prestress values are also presented.