Dynamic Fracture Behavior of High Strength Steels

Bozkurt, Fatih

Publikace:
Dynamic Fracture Behavior of High Strength Steels

Disertační práceopen access

dc.contributor.author	Bozkurt, Fatih
dc.contributor.referee	Menčík, Jaroslav
dc.contributor.referee	Mohyla, Petr
dc.date.accepted	2018-12-06
dc.date.accessioned	2019-02-11T13:26:21Z
dc.date.available	2019-02-11T13:26:21Z
dc.date.issued	2018
dc.date.submitted	2018-10-12
dc.description.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.	cze
dc.description.abstract-translated	In accordance with the current trend towards the lightweight railway transport means, this dissertation work is focused on the use of advanced high-strength steels. Their mechanical response is based on specific material and technology processes. Application of steels with improved strength generally means increased sensitivity to internal defects, together with increased requirements for precise determination of all material parameters. Hence the investigation through fracture mechanics aspects is an inevitable precondition for the reliable and optimized design of railway structural parts. In this dissertation work, the experimental analyzes of fracture behavior in connection with structural evaluation were conducted. The plane strain fracture toughness (KIC) of Strenx 700MC steel compared to standardly used S355 steel in rail vehicles were determined with two different nonstandardized test methods. The new methodology for evaluation of dynamic response at different loading rates near to crash conditions was used and validated in the experimental part of the work. In order to specify the dynamic fracture toughness (KId) value, uniaxial impact tensile tests and three-point dynamic fracture tests were performed and evaluated with emphasis on crack propagation mode. Vehicle crashworthiness of high strength steel is greatly influenced by the welded joints because of high energy input during welding. The microstructural changes during the experimental welding process were analyzed and hardness measurements were performed. According to identified critical changes and considering used welding parameters, the weld thermal cycle simulation was applied to Strenx 700MC specimen to evaluate the effect of heat input on fracture behaviour at static and dynamic loading conditions. Lastly, in order to find out the fracture mode depending loading conditions of tested steels, fractography analysis was performed using scanning electron microscopy (SEM).	eng
dc.description.department	Dopravní fakulta Jana Pernera	cze
dc.description.grade	Dokončená práce s úspěšnou obhajobou	cze
dc.format	172 s.
dc.identifier	Univerzitní knihovna (studovna)	cze
dc.identifier.signature	D38867
dc.identifier.stag	37432
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10195/72127
dc.language.iso	eng
dc.publisher	Univerzita Pardubice	cze
dc.rights	Bez omezení
dc.subject	lomová mechanika	cze
dc.subject	lomová houževnatost při rovinné deformaci	cze
dc.subject	dynamická lomová houževnatost	cze
dc.subject	rázové tahové zkoušky	cze
dc.subject	rychlost růstu únavových trhlin	cze
dc.subject	vysocepevné oceli	cze
dc.subject	kolejová vozidla.	cze
dc.subject	fracture mechanics	eng
dc.subject	plane strain fracture toughness	eng
dc.subject	dynamic fracture toughness	eng
dc.subject	impact tensile test	eng
dc.subject	fatigue crack growth rate	eng
dc.subject	high strength steel	eng
dc.subject	railway	eng
dc.subject	rail vehicle.	eng
dc.thesis.degree-discipline	Transport Means and Infrastructure	cze
dc.thesis.degree-grantor	Univerzita Pardubice. Dopravní fakulta Jana Pernera	cze
dc.thesis.degree-name	Ph.D.
dc.thesis.degree-program	Technique and Technology in Transport and Communications	cze
dc.title	Dynamic Fracture Behavior of High Strength Steels	eng
dc.type	disertační práce	cze
dspace.entity.type	Publication