Conference Papers (RTI)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Návrh komplexního procesu indukčního zpracování rychlořezné oceli pro výrobu kovářských svarů(Asociace pro tepelné zpracování kovů, z.s., ECOSOND s.r.o., 2023) Opatová, Kateřina; Benešová, Soňa; Jeníček, Štěpán; Němeček, StanislavCílem článku bylo navrhnout a popsat komplexní postup pro získání tepelně zpracovaného nástroje na soustružení s navařenou břitovou destičkou vyrobenou z rychlořezné oceli (HSS) a to celé za pomoci indukčního ohřevu. Tento postup nahradil původní dlouhou sekvenci operací, která původně zahrnovala ohřev sestavy lůžka soustružnického nože a břitové destičky na teplotu 1200 °C v prostoru komorové pece před kováním. Následně bylo provedeno kování pomocí hydraulického lisu, a po ochlazení na RT samostatný režim tepelného zpracování. Nový postup byl navržen tak, aby se kování uskutečnilo současně s tepelným zpracováním, což eliminovalo potřebu mezioperačních kroků při použití komorové pece. Zkrácení procesu bylo dosaženo instalací indukčního ohřevu do prostoru hydraulického lisu. Induktor cíleně ohřál konkrétní část lůžka nože s HSS břitovou destičkou, a ihned poté proběhlo kování pro svaření a tepelné zpracování bez ochlazení.Vývoj této technologie vedl k výrobě soustružnického nože vhodného pro speciální obráběcí operace, jako je obrábění s přerušovaným řezem. Tato obráběcí operace vyžaduje nástroje s vysokou houževnatostí, kterou mohou poskytnout oceli HSS, na rozdíl od nástrojů vyrobených ze slinutých karbidů. HSS ocel byla po tepelném zpracování podrobena metalografické analýze a měření tvrdosti. Výsledky výzkumu byly ověřeny testy opotřebení během obrábění, které zkoumaly funkční vlastnosti kované a tepelně zpracované oceli HSS po kování.
Item Topological optimization of the milling head(Springer Singapore, 2022) Ráž, Karel; Štěpánek, Martin; Chval, ZdeněkTento článek popisuje využití topologické optimalizace v procesu návrhu frézovací hlavy. Byla zvolena moderní frézovací hlava (inovativní design s prutovou konstrukcí) s vnitřním přívodem chladicí kapaliny. Užitné vlastnosti hlavy byly zvýšeny pomocí topologické optimalizace. Životnost nebyla snížena a změny hmotnosti jsou popsány v příspěvku. Hlava je vyrobena aditivní technologií DMLS (Direct Metal Laser Sintering) z oceli MS1. Pro simulaci byl použit software Siemens NX a jeho funkce (řešič topologie Frustum a strukturální řešič NX Nastran). Pro ověření výsledků byla porovnána tuhost několika konstrukcí frézovací hlavy s původním řešením. Další výzkum bude zaměřen na samotné testování optimalizované hlavyItem Zobrazení tahové zkoušky oceli ČSN 416236 z rotoru parní turbíny in-situ v ŘEM(Západočeská univerzita v Plzni, 2019) Bystrianský, Martin; Bunda, Zbyněk; Mentl, Václav; Volák, Josef; Kučerová, Ludmila; Polach, Pavel; Stuna, LukášByla provedena in-situ zkouška tahem oceli 27CrNiMoV v komoře elektronového rastrovacího mikroskopu za použití deformačního stolku. Ocel 27CrNiMoV (ČSN 416236) se používá pro rotory parních turbín. Během experimentu byla zkoumána deformace a tvorba a šíření trhlin. Z oceli byly připraveny malé ploché vzorky (45 x 10 x 1,5 mm, s počáteční měřenou délkou 25 mm), ve tvaru kosti. Materiál v počátečním stavu obsahoval vysoký počet defektů ve formě mikrotrhlin. Při tahových zkouškách bylo provedeno srovnání chování vzorků bez viditelné vady a vzorků s trhlinou v těle vzorku. Přítomnost vady v počátečním stavu zjevně ukázala přímý vliv na vlastnosti materiálu, jako je nižší pevnost v tahu. Vzorek, jeho zúžení v testované části (tvorba krčku) a šířící se trhlina jsou zobrazeny v různých fázích tahového zatížení. Při testování in-situ je možno pozorovat rozdíly v deformaci vzorku. Vzorek bez vad je ovlivněn v celém těle a lze pozorovat správné zúžení, zatímco přítomnost trhliny ve vzorcích vady soustředí napětí na menší plochu a také změnilo tvar křivky napětí-prodloužení.
Item Forced Vibration of Bus Bodyworks and Estimates of Their Fatigue Damage(Springer Nature, 2023) Kepka, Miloslav; Kepka, MiloslavJízda silničního vozidla na nerovných vozovkách způsobuje vibrace jeho karoserie. Vibrace karoserie mohou vést k únavovému poškození kritických uzlů karoserie. V případě autobusů (trolejbusů, bateriových elektro-busů) kritickými konstrukčními uzly jsou svary tenkostěnných profilů, nejčastěji rohy otvorů pro dveře a okna. Únavové vlastnosti kritických konstrukčních uzlů jsou vyjádřeny S-N křivkami. S-N křivky lze předem stanovit provedením laboratorních únavových zkoušek. Hodnoty časových řad napětí v karoserii mají charakter náhodného procesu. Tato napětí lze určit s dostatečnou přesností pouze tenzometrickým měřením, buď za jízdy vozidla po reálných tratích, popř. na zkušebním polygonu. Únavové poškození pak lze odhadnout pomocí příslušné hypotézy kumulace únavového poškození. Článek demonstruje případovou studii, která využívá data z praktické spolupráce autorů s výrobci autobusů.Item Statistical evaluation of fatigue curve of vibration-loaded structures(AIP Conference Proceedings, 2022) Marková, Věra; Ráž, KarelItem Vliv technologie 3D tisku na vlastnosti materiálu INC 718(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Vlasák, Tomáš; Neumannová, Šárka; Kec, Jan; Poloch, Adam; Černý, Ivo; Zetek, Miroslav; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, RadovanTechnologie 3D tisku je moderní způsob výroby kovových součástí s velkým potenciálem pro uplatnění v mnoha průmyslových odvětvích. Výhodou této metody je možnost dosažení finální podoby i konstrukčně složitých dílů bez dalších technologických operací. Tento příspěvek se zabývá vlivem technologie tisku na mechanické vlastnosti materiálu INC 718.Item Transtibial Prosthetic Socket Produced Using Additive Manufacturing(Springer Singapore, 2022) Ráž, Karel; Chval, Zdeněk; Štěpánek, MartinThe paper deals with a rapid design and manufacturing process of a prosthetic socket for patients with transtibial amputation. Non-parametric modeling (convergent modelling) and additive manufacturing (AM) leads to a reduction of the production time as well as reduction of a number of casted models needed in conventional production. This can be done by using modern facilities as an accurate 3D scanner. A socket adapter could be integrated into the single geometry with using AM. Two options for the integration of the socket adapter were considered. A space around the adapter was formed of full material volume in the first one. The second one was using the lattice structure. The Siemens NX software was used for design. The prosthetic sockets were manufactured with the HP Jet Fusion 4200 printer. A structural analysis was simulated in Siemens Nastran structural solver for comparison of both variants. The socket was loaded with force 3400 N that is equivalent to a quadruple of patient weight. The deformation and the weight of each socket were compared in the simulation. Manufactured prosthetic socket with lattice structure was tested with maximum load 3400 N and then to the failure on Zwick/Roell Z250Item Structure concept with the addition carbon fiber layers and filling forms for crashworthiness increase(University of West Bohemia, 2021) Špirk, Stanislav; Bońkowski, TomaszItem Safety of Future Mobility(University of West Bohemia, 2021) Kovanda, Jan; Bońkowski, TomaszItem Parametric calculations of service fatigue life of welded T-joint(Elsevier Science BV, 2022) Kepka, Miloslav; Kepka, MiloslavItem Uniaxial Low-Cycle Fatigue Study of Alloy 800H Weldments at 700 °C(MDPI, 2018) Dewa, Rando Tungga; Kim, Seon.Jin; Kim, Woo-Gon; Kim, Eung-SeonItem Fatigue properties of weld joint of gas pipelines(Elsevier Science BV, 2021) Žlábek, Pavel; Koščo, Tomáš; Semeš, MariánPotrubní systémy i tlakové nádoby v provozu mají některé úseky nebo spoje, ve kterých se provozní podmínky liší od těch, které byly uvažovány ve fázi návrhu. Těmito místy jsou obvykle přečerpávací stanice nebo kompresorové stanice, kde dochází k dynamickým efektům, které se přidávají k tlakovému zatížení potrubních systémů. Nejvíce zatěžované úseky jsou svarové spoje. Únavové vlastnosti byly měřeny na vzorcích z původních svarových spojů potrubí. Spolu s víceletým sledováním zatížení potrubí na kompresorové stanici je možné odhadnout skutečnou únavovou pevnost a životnost svařovaných potrubí.Item Grain refinement in hypereutectoid steel by semi-solid processing followed by mechanical working(Tanger Ltd., 2020) Rubešová, Kateřina; Peković, Michal; Jirková, Hana; Hradil, DavidV oblasti výzkumu nových metod tváření byly objeveny dosud nevyužívané metody pro modifikaci výsledných struktur ledeburitických ocelí. Díky inovativnímu přístupu ke zpracování lze dosáhnout lepších mechanických vlastností odstraněním problematických ostrohranných karbidů, které jsou v mikrostruktuře nežádoucí, a dají se velmi obtížně rozpouštět. Tento příspěvek se zabývá zvýšením zjemněním zrna a odstraněním primárních ostrohranných karbidů chromu u nástrojové ledeburitické oceli X210Cr12 pomocí nekonvenčního postupu zpracování. Polotovary z nástrojové oceli byly zpracovány postupem kombinující přechod přes semi-solid stav s následným tvářením v oblasti solidu. Byl zjišťován vliv vložené deformace na vývoj struktury a zjemnění zrna. Materiál byl po ohřevu nad teplotu solidu buď přímo ochlazen nebo byl po ochlazení na tvářecí teplotu tvářen v pěti nebo deseti deformačních krocích. Bylo zjištěno, že s větším počtem deformačních kroků dochází k výraznému zjemnění mikrostruktury a také k nárůstu tvrdosti z 673 HV10 na 873 HV10. Tímto způsobem byla získána velmi jemná struktura tvořena zrny o velikosti okolo 1 µm a jemně redistribuovanými karbidy chromu. Jelikož je takto zpracovaný materiál velmi tvrdý a křehký, bylo nutné provést jeho popouštění. Popouštění bylo provedeno na teplotách 250°C, 300°C, a 530°C s dobou prodlevy 1hodina a 2 hodiny.Item Effect of holding time at stabilization annealing on properties of 08CH18N10T austenitic stainless steel(Tanger Ltd., 2020) Jirková, Hana; Janda, Tomáš; Růžička, Jan; Mach, Josef; Volkmannová, JulieKorozivzdorná austenitická ocel 08Ch18N10T stabilizovaná titanem je díky svým vlastnostem často používána v jaderné energetice. Z této oceli jsou vyráběny díly primárního okruhu jaderného reaktoru, materiál tedy musí dosahovat jak dobré korozní odolnosti, tak teplotní stálosti struktury – je předepsána mez kluzu při teplotě 350°C nejméně 177 MPa. Zpracování této oceli zahrnuje několik důležitých etap, které ovlivňují výsledné mechanické vlastnosti. Zejména etapy rozpouštěcího a stabilizačního žíhání po kování nebo válcování jsou časově i energeticky velmi náročné, a proto se hledají různé způsoby, jak tyto časy zkrátit. Na vzorcích z oceli 08Ch18N10T byla odzkoušena kombinace rozpouštěcího žíhání na teplotě 1020°C s dobou prodlevy 15 a 30 minut a stabilizačního žíhání při teplotě 720°C s dobou prodlevy 2,5 hodin až 15 hodin. Doby výdrže na teplotách byly přizpůsobeny velikosti použitých polotovarů. Cílem bylo zjistit nejen vliv doby prodlevy při stabilizačním žíhání na mechanické vlastnosti, ale také vliv různé doby rozpouštěcího žíhání. Výsledky ukázaly, že prodloužení doby prodlevy při rozpouštěcím žíhání má výrazný vliv na snížení rozptylu v mechanických vlastnostech. Při všech kombinacích byla získána mez kluzu při 350°C přesahující 200 MPa a mez pevnosti přes 380 MPa.Item Practical notes on the evaluation of fatigue life of welded nodes of bus bodyworks(Západočeská univerzita v Plzni, 2021) Kepka, M.; Kepka, M. jr.; Minich, R.; Žlábek, P.; Adámek, Vítězslav; Jonášová,Alena; Plánička, Stanislav; Zajíček, MartinItem Additive manufacturing of unmanned aerial vehicle(DAAAM International Vienna, 2020) Sýkora, JindřichCílem této práce je navrhnout process pro výrobu bezpilotního letounu. Pro tuto analýzu byl vybrán stroj kategorie A3 s názvem Bubak. Tento stroj je originálně vyráběn z kombinace balsového dřeva, přehližky a leteckého papíru. Běžně je výroba řešena řezáním a broušením těchto materiálů. Rýchlý rozvoj aditivních technologií umožňuje tento inovativní přístup k výrobě použít také v případě tohoto letounu. Tato práce tedy porovnává oba přístupy k výrobě a rovňěž popisuje návrh technologického postupu pro výrobu aditivní. Jelikož je tento letoun konstruován aby ve vzduchu vydržel s vynaložením co nejmenšího množství, tak je ideálním kandidátem pro aditivně vyráběný bezpilotní letoun, který může být následně využit pro celou řadu aplikací (např. mapování nedostupných lokalit nebo evaluaci zemědělské půdy). Jednou z nejdůležitějších a zárověň výrobně nejsložitějších částí letounu je křídlo, proto je práce zaměřena přávě na tento díl.Item Simulation of tram-pedestrian collision with validated windshield material model(VŠB - Technická univerzita v Ostravě, 2020) Špirk, Stanislav; Vychytil, Jan; Špička, JanKonstrukce přední části tramvaje musí v blízké budoucnosti splňovat nové požadavky na výkon pasivní bezpečnosti chodců. Numerické simulace (z oblasti pasivní bezpečnosti) jsou podporovány experimenty. Zajímavou částí je numerický model čelního skla tramvaje, který je experimentálně ověřen a kompletně popsán (i tabulkou s materiálovými parametry). Na konci článku jsou diskutovány některé hlavní výsledky simulací.Item Comparison of mechanical properties of laser cladded WC and (TIW)C1-X IN NI based alloy coatings(TANGER Ltd., 2020) Vostřák, Marek; Hajšman, Jan; Hruška, Matěj; Keslová, AnnaPro aplikace náročné na opotřebení se kvůli vysoké odolnosti proti opotřebení často používají kompozity s kovovou matricí (MMC) a jako tvrdé výztužné částice se často používá karbid wolframu. Přesto stále existují určité limity WC, zejména jeho zhoršení v důsledku tepelného zatížení během laserového povlakování. Proto existuje snaha vyvinout nový typ výztužných částic s lepšími vlastnostmi než WC. Tato studie se zaměřuje na analýzu mikrostruktury a mechanických vlastností laserem pokrytého povlaku na bázi Ni vyztuženého novým (TiW) C1-x karbidem a jeho srovnání s obvyklým u WC. V novém povlaku na bázi (TiW) C1-x zůstává větší množství částic karbidu nerozpuštěných, což zajišťuje vyšší tvrdost a lepší odolnost proti opotřebení.Item Topology Optimization of B-pillar with Respect to Mesh Type and Size(IOP Publishing LTD, 2020) Chval, Zdeněk; Ráž, Karel; Aguiar, Icaro AlmeidaTento článek se zabývá vlivem různých typů sítí a velikostí prvků na topologickou optimalizaci. Sítě z brickových prvků, tetraedry a jejich kombinace byly porovnány ve velikostech 20, 10 a 7 mm. Jako příklad byl použit B-sloupek, konstrukční součást automobilu, aby se ověřila citlivost optimalizace v důsledku těchto změn. Zatěžovací případ uvažuje boční sílu 140 kN. K analýze toho, jak ovlivňují tento konkrétní optimalizační proces, byly navíc použity různé řešiče implementované v Siemens NX 12 (RAMP, LINEAR, LATTICE a SIMP). Je zřejmé, že výšší počet MKP prvků zlepšuje výsledky a konvergenci, ale výpočetní čas se zvyšujeItem Influence of chromium and niobium on the press-hardening process of multiphase low-alloy TRIP steels(Trans Tech Publication Ltd., 2021) Jirková, Hana; Vrtáček, Jiří; Peković, Michal; Janda, Tomáš; Kučerová, LudmilaPress-hardening představuje intenzivně se rozvíjející technologii tváření, která se převážně používá pro výrobu dílů karoserií aut. Protože se jedná o tváření za tepla, je možné využít malých tvářecích sil a díky nižšímu springback efektu jsou dosahovány přesnější výrobky. V karoseriích aut se do částí vystavených nárazu používají hlavně materiály s vysokou absorpcí energie a dostatečným koeficientem zpevnění. Jedním z těchto materiálu jsou vícefázové oceli typu TRIP s různým chemickým složením. U těchto ocelí je možné dosáhnout meze pevnosti až 1000 MPa s tažnostmi 20-30%. Pro dosažení požadovaných vlastností je nutné zvolit vhodné tepelné zpracování, které umožní dosáhnout požadovanou vícefázovou strukturu. Fázové přeměny i mechanické vlastnosti je možné ovlivnit použitím vhodných legujících prvků. Pro experimentální program byly zvoleny tři nízkolegované vícefázové oceli typu TRIP s různým chemickým složením s obsahem uhlíku 0,2%. První ocel byla legována pouze manganem a křemíkem, ve druhé byl přidán niob a ve třetí byl zjišťován vliv chromu na zvýšení prokalitelnosti a meze pevnosti.
