Dynamic Fracture Behavior of High Strength Steels

Abstract

Disertační práce je v souladu s aktuálními trendy v konstrukci odlehčených kolejových vozidel zaměřena na použití pokročilých vysocepevných ocelí, kterých mechanická odezva je založena na specifických materiálových a technologických procesech. Aplikace těchto materiálů znamená zvýšenou citlivost k vnitřním defektům, rovněž zvýšené požadavky na přesné stanovení mechanických parametrů. Vyhodnocení na základě principů lomové mechaniky je proto nevyhnutnou podmínkou pro spolehlivý a optimalizovaný návrhu konstrukcí kolejových vozidel. V disertační práci byly provedeny experimentální analýzy lomového chování v propojení se strukturními analýzami. Analyzována byla lomová houževnatost (KIC) vysocepevné oceli Strenx 700MC ve srovnání se standardně aplikovanou ocelí S355, a to použitím dvou nestandardních metod. Použita a ověřena byla nová metoda pro hodnocení dynamické odezvy při různých rychlostech zatížení, blízkých crashovým podmínkám. Ke stanovení dynamické lomové houževnatosti (KId) byly použity jednoosé tahové rázové zkoušky a rázové zkoušky 3-bodovým ohybem se zaměřením na mód rozvoje trhlin. Lomová odolnost vysocepevných ocelí daného typu je výrazně ovlivňována svařováním. Provedeny byly analýzy strukturních změn a měření tvrdosti vlivem experimentálního svařování. S uvažováním zjištěných kritických změn při daných technologických parametrech byla provedena simulace svařovacího cyklu u oceli Strenx 700MC, která umožnila vyhodnocení vlivu tepelného cyklu při statickém a dynamickém zatěžování. Fraktografické analýzy použitím rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) byly provedeny pro hodnocení lomových mechanizmů testovaných ocelí v závislosti na podmínkách zatěžování.