Eksperimentalno ispitivanje krutosti Arcan prihvata uslijed različitih opterećenja

završni rad

• Naslov (engleski): Experimental investigation of Arcan rigs subjected to different loading regimes
• Autor: Andrija Zaplatić
• Mentor: Zvonimir Tomičević (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet strojarstva i brodogradnje; Zagreb
• Datum i država obrane: 2018-02-28, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Temeljne tehničke znanosti; Tehnička mehanika (mehanika krutih i deformabilnih tijela)

Sažetak

Određivanje ponašanja materijala pri višeosnom opterećenju izazov je mnogim istraživačima budući je većina inženjerskih konstrukcija i komponenti tijekom eksploatacije podvrgnuta kompleksnim režimima opterećenja. Zbog nedostupnosti ispitnih višeosnih uređaja ne postoji mnogo podataka o ponašanju materijala uslijed proporcionalnih i neproporcionalnih kompleksnih uvjeta opterećenja te se stoga većinom provode normama regulirana ispitivanja na jednoosnim mehaničkim ispitnim uređajima. Tijekom višeosnih ispitivanja mjerenje deformacija nije moguće provesti primjenom klasičnih ekstenzometara već se primjenjuju mjerne trake (tj. tenzometri) koje se postavljaju na pretpostavljena kritična mjesta ispitnog uzorka. Nedostatak primjene mjernih traka je određivanje odziva materijala uslijed višeosnog opterećenja u samo nekoliko točaka te je nemoguće predvidjeti u kojoj zoni će nastupiti oštećenje materijala. Razvojem optičkih metoda mjerenja cijelog polja pomaka i/ili deformacija omogućuju analizu odziva materijala u cijeloj zoni interesa. Najčešće korištena optička mjerna tehnika u eksperimentalnoj mehanici je metoda korelacija digitalne slike. Osim toga, propisivanjem rubnih uvjeta izmjerenih predloženom metodom u numeričke modele moguće je identificirati parametre različitih konstitutivnih zakona te odrediti naprezanja koja se javljaju kod višeoosno opterećenog uzorka. U ovom radu provedena su ispitivanja na višeosnom Arcan prihvatu koji se primjenjuje na jednoosnim kidalicama. Karakteristični leptirasti ispitni uzorci izrađeni su od čelika DC01 te su ispitani uslijed vlačnog, smičnog i kombiniranog opterećenja. Vlačno i smično opterećenje podjednako su zastupljeni kod kombiniranog opterećenja budući je Arcan prihvat pozicioniran pod kutem od 45° s obzirom na traverzu jednoosne kidalice. Tijekom ispitivanja korišten je stereo optički mjerni sustavAramis kojim su izmjerena polja pomaka i deformacija promatrane zone interesa. Na temelju izmjerenih polja pomaka i deformacija analizirani su izvan ravninski pomaci leptirastog ispitnog uzorka kod tri predložena režima opterećenja.

Sažetak (engleski)

Determination of material behaviour under multiaxial load is a challenge to many researchers since most of the engineering structures and components are subject to complex loading regimes during their exploatation. Due to the unavailability of the mulitaxial testing machines there is not sufficient experimental data considering material behaviour under proportional and unproportional complex loading conditions. Consequently, the majority of the experimental investigations are performed on the uniaxial mechanical testing devices since they are defined by coresponding norms. While conducting multiaxial tests it is not possible to measure with classic extensometers. However, strain gauges are used instead. They are positioned on predicted critical areas of the test sample. The strain gauges can only obtain material response only in a few points of the specimen. Thus it yields as their disadvantage since it is impossible to predict location of damage initiation. With the development of full-field measurement techinques (i.e. methods applied to determine displacement and/or strain fields) it is possible to analyze material behavious in the whole zone of interest. The most widely applied optical method in experimental mechanics community for measuring displacement and strain fields is digital image correlation (DIC). Furthermore, prescribing the boundary conditions, measured via proposed method, onto finite element models enables identification of constitutive law parameters. Moreover, it is possible to access stress distibution on different test samples subjected to mulitaxial loading regimes. In this work, three experiments have been conducted on uniaxial testing machine with application of the newly developed multiaxial Arcan rigs. Coresponding butterfly samples made from DC01 steel were investigated under tensile, shear and combined loading regimes. The combined loading is defined with equally prescribed tensile and shear loadings. Hence, the multiaxial grips were rotated for 45° with respect to loading axis of the testing. During proposed investigation a stereo optical measuring system Aramis was used to capture displacements and strains of the observed zone of interest. The measured displacement and strain fields have been used to analyze the out of plane bending phenomena occuring on the butterfly samples under three proposed load regimes.

• Ključne riječi: Arcan prihvat; ravninsko stanje naprezanja; korelacija digitalne slike; optički mjerni sustav Aramis; izvan ravninsko savijanje
• Ključne riječi (engleski): Arcan rigs; plane stress; digital image correlation; optical measuring system Aramis; out of plane bending
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:323786
• Studijski program: Naziv: Strojarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: preddiplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva (univ. bacc. ing. mech.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup; Datum isteka embarga: 2020-01-01
• Datum i vrijeme pohrane: 2019-05-28 10:15:16