Petr Horník školitel: doc. Ing. Antonín Potěšil, CSc. Realizace experimentálního měření dynamických tahových zkoušek polymerních materiálů Petr Horník školitel: doc. Ing. Antonín Potěšil, CSc.

Účel disertační práce Poskytnout vstupní materiálová data plastových dílů automobilu pro simulace kolizních stavů mezi člověkem a vozidlem. Bezpečnost posádky automobilu, bezpečnost chodců bezpečnost posádky interiér bezpečnost chodců exteriér

Cíle disertační práce Rozbor teorie materiálových modelů a modelů v sw FEM Návrh experimentálního zařízení umožňující naměření materiálových charakteristik Návrh metodiky na stanovení parametrů materiálových modelů Realizace a zprovoznění experimentálního zařízení Provedení experimentálních měření a jejich zpracování Sestavení výpočtového modelu pro napěťově-deformační analýzu (náraz do plastového dílu automobilu) Ověření na skutečném výrobku a vyhodnocení dosažených výsledků

Struktura vybraného materiálového modelu ze SW PAM-CRASH G‘Sell-Jonasův vztah K – koeficient konzistence w – koeficient viskoelasticity h – koeficient deformačního zpevnění m – koeficient citlivosti na rychlost deformace  - koeficient vlivu teploty Materiálový model reflektuje: deformační zpevnění zpevnění vlivem růstu rychlosti deformace změkčení vlivem zvýšení teploty separaci uvedených jevů

Vliv rychlosti deformace Ko K1 K2 Závislost () pro G´Sell-model – vliv rychlosti deformace

Zkoušené materiály plasty vyvinuté pro potřeby automobilového průmyslu houževnaté termoplasty - zpravidla plasty z PP matricí možné zkoušené materiály: SABIC PPcompound 108CSF10 SUMIKA D320G02 MITSUI CI-005 BORCOM WE007AE FINALLOY EF-56/8HF BASELL – HIFAX TYC 852X E

Zkušební vzorky odebírané z reálných plastových výlisků (blatníky, nárazníky,...) ve směrech 0° a 90° 5 12

Návrh experimentálního zařízení Požadavky: umožnit měření mechanických vlastností v tahu (sestavení tahového diagramu) měřené veličiny: síla, prodloužení, rychlost zatížení, teplota dosáhnout požadovaného rozsahu: rychlostí deformace: až 102 s-1 (předpoklad konstantní rychlosti deformace v průběhu měření) teplot: -10 až +80°C

Návrh experimentálního zařízení 1. upínací přípravek pro univerzální trhací zařízení (INSTRON) lze realizovat zkoušky v tahu pro rychlosti zatížení odpovídající statickým zkouškám až po rychlosti 8 mm/s

Návrh experimentálního zařízení 2. padostroj zařízení využívající kinetickou energii padajícího razníku k přetržení zkoušeného vzorku rychlosti zatížení řadově v jednotkách m/s, odpovídá rychlosti deformace v řádech 101 až 102 s-1 konstantní rychlost zatížení v průběhu měření

Návrh experimentálního zařízení portál horní (pevná) čelist zkušební vzorek spodní (suvná) čelist posuv spodní čelisti

Naměřené průběhy tahových křivek měřicí zařízení: univerzální trhačka INSTRON rychlost deformace: 0,67 s-1 rychlost deformace: 23°C materiál: Sumika

Naměřené průběhy tahových křivek měřicí zařízení: padostroj rychlost deformace: 82 s-1 rychlost deformace: 23°C materiál: Sumika

Ukázka záznamu z vysokorychlostní kamery měřicí zařízení: padostroj rychlost deformace: 82 s-1 rychlost deformace: 23°C materiál: Sumika

Naměřené průběhy tahových křivek měřicí zařízení: padostroj rychlost deformace: 82 s-1 rychlost deformace: 23°C materiál: Sumika

Porovnání tahových křivek – vliv materiálu měřicí zařízení: padostroj rychlost deformace: 82 s-1 teplota: 23°C

Porovnání tahových křivek – vliv rychlosti deformace teplota: 23°C

Další postupy pro měření Naměřit materiály pro více deformačních rychlostí Na základě měření analyzovat vliv orientace vzorků, vliv lakování atd. Vypracovat metodiku měření pro spolehlivé určení modulu pružnosti Vypracovat metodiku měření za nízkých a vysokých teplot

Děkuji za pozornost