Title
Razvoj metodologije i uređaja za dinamičko ispitivanje materijala i zavarenih spojeva sa primenom u numeričkim proračunima konstrukcija pri velikim brzinama deformacije
Creator
Dišić, Aleksandar R., 1976-
Copyright date
2018
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Inventory ID
D-3187
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 24.08.2018.
Other responsibilities
mentor
Živković, Miroslav, 1962-
predsednik komisije
Slavković, Radovan, 1952-
član komisije
Jovičić, Gordana, 1967-
član komisije
Burzić, Zijah, 1958-
član komisije
Kari, Aleksandar, 1975-
član komisije
Dunić, Vladimir, 1983-
Academic Expertise
Tehničko-tehnološke nauke
University
Univerzitet u Kragujevcu
Faculty
Fakultet inženjerskih nauka
Publisher
[A. R. Dišić]
Format
XVIII, 222 lista
Abstract (sr)
Rezime:
Uspešno projektovanje čeličnih konstrukcija u velikoj meri zavisi od poznavanja mehaničkih karakteristika materijala koji se koriste. Kod konstrukcija koje su izložene udarnim opterećenjima, neophodno je raspolagati sa dinamičkim karakteristikama materijala, koje se kod pojedinih materijala mogu značajno razlikovati u odnosu na kvazi-statičke karakteristike određene standardnim metodama. Uspešno određivanje dinamičkih karakteristika materijala, podrazumeva razvoj i usavršavanje novih eksperimentalnih metoda, u zavisnosti od željenih primena. Razvoj složenih čeličnih konstrukcija, koje podrazumevaju upotrebu procesa spajanja delova postupkom zavarivanja, dodatno je uslovljen poznavanjem ponašanja zavarenih spojeva i njihovog uticaja na ostatak konstrukcije.
Složenost određivanja dinamičkih karakteristika utiče na manju dostupnost podataka u literaturi, ujedno povećavajući sumnju u njihovu verodostojnost. S tim u vezi, razvoj uređaja za ispitivanje materijala i metodologije za određivanje specifičnih parametara koji opisuju dinamičko ponašanje materijala, predstavlja opravdanu težnju svih laboratorija.
Istraživanjem razvoja i analizom savremenih rešenja uređaja za dinamičko ispitivanje materijala, u okviru Centra za inženjerski softver i dinamička ispitivanja Fakulteta inženjerskih nauka Univerziteta u Kragujevcu, dizajniran je i napravljen zatezni Hopkinsonov štap. Njegovom upotrebom, u kombinaciji sa servohidrauličkom kidalicom, stekli su se potrebni uslovi za određivanje parametara materijalnih modela koji u obzir uzimaju promenljivu brzinu deformacije.
Ovom doktorskom disertacijom obuhvaćena je metodologija eksperimentalnog određivanja parametara Johnson-Cook-ovog materijalnog modela. Određivanje parametara je podrazumevalo sprovođenje serije eksperimenata na sobnoj i povišenim temperaturama, pri različitim brzinama deformacije. Upotrebom savremenih optičkih mernih sistema, dobijeni rezultati predstavljaju osnovu za precizno određivanje parametara koji opisuju ponašanje materijala. Verifikacijom rezultata, ponavljanjem eksperimenata upotrebom metode konačnih elemenata, omogućena je njihova praktična primena u rešavanju konkretnih problema.
Primer praktične upotrebe ostvarenih rezultata ispitivanja i sprovedene metodologije se odnosi na problematiku rešavanja protivminske zaštite, odnosno, na smanjenje uticaja talasa eksplozije koji deluje na borbeno vojno vozilo. Izrazito dinamičko ponašanje konstrukcije vozila, kao i činjenica da se tehnologija izrade noseće konstrukcije bazira na procesu zavarivanja, predstavljaju najuticajnije faktore ka cilju očuvanja integriteta konstrukcije.
Prikazana i razvijena metodologija predstavlja važan korak ka sistemskom pristupu u projektovanju i optimizovanju zavarenih čeličnih konstrukcija koje su izložene dinamičkim opterećenjima. Njena upotreba u budućnosti može ostvariti pozitivan uticaj na razvoj namenske i auto industrije u Republici Srbiji.
Abstract (en)
Abstract:
Successful design of steel structures depends to a great extent on the knowledge of the mechanical characteristics of the used materials. For structures that are exposed to impact loads, it is necessary to have dynamic properties, which can differ significantly in certain materials in relation to quasi-static characteristics determined by standard methods. Successful determination of dynamic characteristics implies the development and testing of new experimental methods, depending on the desired applications. The development of complex steel structures, which involves the use of the process of connecting parts by the welding process, is further conditioned by knowledge of the behaviour of welded joints and their influence on the rest of the construction.
The complexity of determining dynamic characteristics influences the availability of data in the literature, at the same time increasing doubt in their trustiness. About that, the development of a testing device for materials and a methodology for determining specific parameters describing the dynamic behaviour of materials represents a justified aspiration of all laboratories.
Research of the developments and analysis of modern solutions for dynamic material testing, within the Center for Engineering Software and Dynamic Testing of the Faculty of Engineering Sciences in Kragujevac, a built-in tensile Hopkins bar was also designed. With its use, together with the servo-hydraulic device, the necessary conditions have been obtained for determining the parameters of the material models which take into account the variable strain rates.
This doctoral dissertation includes the methodology of experimentally determining the parameters of Johnson-Cook's material model. The determination of the parameters involved the implementation of a series of experiments at room and elevated temperatures at different strain rates. Using modern optical measurement systems, the obtained results are the basis for precise determination of parameters that describe the behaviour of materials. Verification of results, repetition of experiments using the finite element method enables their practical application in solving concrete problems.
An example of the practical use of the achieved results of the test and the implemented methodology relates to the problem of solving the anti-mine protection, that is, on the reduction of the influence of the explosion wave that operates on a combat military vehicle. The extremely dynamic behaviour of the vehicle structure, as well as the fact that the construction technology is based on the welding process, are the most influential factors for the purpose of preserving the integrity of the structure.
Shown and the developed methodology represent an important step towards the system approach to the design and optimization of welded steel structures that are exposed to dynamic loads. Its use in the future will have a positive impact on the development of military and auto industry in the Republic of Serbia.
Authors Key words
dinamičke karakteristike materijala, metod konačnih elemenata, procena integriteta, eksperimentalne metode ispitivanja, protivminska zaštita
Authors Key words
dynamic characteristics of material, finite element method, integrity estimation, experimental testing methods, anti-mining protection
Classification
621.791.05:624.08]:519.6
Subject
Čelične konstrukcije - Zavareni spojevi - Ispitivanja materijala
Type
Tekst
Abstract (sr)
Rezime:
Uspešno projektovanje čeličnih konstrukcija u velikoj meri zavisi od poznavanja mehaničkih karakteristika materijala koji se koriste. Kod konstrukcija koje su izložene udarnim opterećenjima, neophodno je raspolagati sa dinamičkim karakteristikama materijala, koje se kod pojedinih materijala mogu značajno razlikovati u odnosu na kvazi-statičke karakteristike određene standardnim metodama. Uspešno određivanje dinamičkih karakteristika materijala, podrazumeva razvoj i usavršavanje novih eksperimentalnih metoda, u zavisnosti od željenih primena. Razvoj složenih čeličnih konstrukcija, koje podrazumevaju upotrebu procesa spajanja delova postupkom zavarivanja, dodatno je uslovljen poznavanjem ponašanja zavarenih spojeva i njihovog uticaja na ostatak konstrukcije.
Složenost određivanja dinamičkih karakteristika utiče na manju dostupnost podataka u literaturi, ujedno povećavajući sumnju u njihovu verodostojnost. S tim u vezi, razvoj uređaja za ispitivanje materijala i metodologije za određivanje specifičnih parametara koji opisuju dinamičko ponašanje materijala, predstavlja opravdanu težnju svih laboratorija.
Istraživanjem razvoja i analizom savremenih rešenja uređaja za dinamičko ispitivanje materijala, u okviru Centra za inženjerski softver i dinamička ispitivanja Fakulteta inženjerskih nauka Univerziteta u Kragujevcu, dizajniran je i napravljen zatezni Hopkinsonov štap. Njegovom upotrebom, u kombinaciji sa servohidrauličkom kidalicom, stekli su se potrebni uslovi za određivanje parametara materijalnih modela koji u obzir uzimaju promenljivu brzinu deformacije.
Ovom doktorskom disertacijom obuhvaćena je metodologija eksperimentalnog određivanja parametara Johnson-Cook-ovog materijalnog modela. Određivanje parametara je podrazumevalo sprovođenje serije eksperimenata na sobnoj i povišenim temperaturama, pri različitim brzinama deformacije. Upotrebom savremenih optičkih mernih sistema, dobijeni rezultati predstavljaju osnovu za precizno određivanje parametara koji opisuju ponašanje materijala. Verifikacijom rezultata, ponavljanjem eksperimenata upotrebom metode konačnih elemenata, omogućena je njihova praktična primena u rešavanju konkretnih problema.
Primer praktične upotrebe ostvarenih rezultata ispitivanja i sprovedene metodologije se odnosi na problematiku rešavanja protivminske zaštite, odnosno, na smanjenje uticaja talasa eksplozije koji deluje na borbeno vojno vozilo. Izrazito dinamičko ponašanje konstrukcije vozila, kao i činjenica da se tehnologija izrade noseće konstrukcije bazira na procesu zavarivanja, predstavljaju najuticajnije faktore ka cilju očuvanja integriteta konstrukcije.
Prikazana i razvijena metodologija predstavlja važan korak ka sistemskom pristupu u projektovanju i optimizovanju zavarenih čeličnih konstrukcija koje su izložene dinamičkim opterećenjima. Njena upotreba u budućnosti može ostvariti pozitivan uticaj na razvoj namenske i auto industrije u Republici Srbiji.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.