No (4443)
Used filters
(2)
Number of found documents:
4443
Published from
to
Studium interakce nabitých kataniontových vezikul s opačně nabitými polyelektrolyty
Havlíková, Martina; Lehocký, Marián; Táborský, Petr; Mravec, Filip
2024 - Czech
Předložená dizertační práce pojednává o kladně nabitých kataniontových vezikulách a o jejich interakcích s opačně nabitým hyaluronanem. Kataniontové vezikuly byly složeny z iontových amfifilních párů hexadecyltrimethylamonium-dodecyl sulfátu (HTMA-DS), kladně nabitým dvouřetězcovým tenzidem, který vezikuly stabilizoval elektrostaticky, a v neposlední řadě cholesterolem. Ten zásadně ovlivňuje fyzikálně-chemické vlastnosti vezikul, proto bylo nejdříve nutné zjistit jeho optimální množství v membráně. Zejména byla sledována velikost a stabilita vezikul pomocí dynamického a elektroforetického rozptylu světla, mikroviskozita membrány pomocí anizotropie fluorescence a hydratace vnější části membrány pomocí generalizované polarizace. Bylo zjištěno, že vezikuly z HTMA-DS vykazují ideální vlastnosti při množství cholesterolu cca 40 mol.%. Tyto kataniontové vezikuly interagovaly s hyaluronanem, a to nehledě na jeho molekulovou hmotnost. Kolem jejich izoelektrického bodu docházelo ke tvorbě viditelných agregátů, které se ale s potupnými přídavky polymeru rozpadaly. Tento rozpad byl odlišný pro různé molekulové hmotnosti hyaluronanu. Zvýšení iontové síly, resp. koncentrace chloridu sodného nad 25 mM, mělo destabilizační vliv na neobalené i hyaluronanem obalené vezikuly. Zajímavé také bylo, že zvýšením iontové síly docházelo k ovlivnění mikroviskozity membrány, která se stávala více fluidní, ale nedocházelo k žádným signifikantním změnám v hydrataci její vnější části. Předložená práce se také zabývala přípravou a charakterizací nového typu kataniontových vezikul, kde byl vyměněn kationtový tenzid HTMAB za Septonex. K jejich charakterizaci byly vybrány stejné metody, jako v případě výše zmiňovaných vezikul. Ukázalo se, že tato výměna tenzidů má zásadní vliv na výsledné vlastnosti vezikul, které jsou stabilní i při velmi nízkém obsahu cholesterolu. V souladu s dlouhodobou stabilitou byla jako vhodná koncentrace cholesterolu zvolena od 15 mol.% dále. The presented dissertation is focused on positively charged catanionic vesicles and their interactions with oppositely charged hyaluronan. The catanionic vesicles were composed of ion pair amphiphile of hexadecyltrimethylammonium-dodecyl sulfate (HTMA-DS), a positively charged double-chain surfactant that electrostatically stabilized the vesicles and cholesterol. Cholesterol may strongly affect the physico-chemical properties of the vesicles, therefore it was necessary to determine its optimal amount in the membrane. Especially, the size and stability of vesicles were studied by dynamic and electrophoretic light scattering, membrane microviscosity by fluorescence anisotropy and hydration of the outer part of the membrane by generalized polarization. It was found that vesicles show ideal properties at a cholesterol content about 40 mol.%. These catanionic vesicles interacted with hyaluronan regardless of its molecular weight. Visible aggregates were observed around their isoelectric point, but they disintegrated with increasing polymer concentration. However, this decay was different for different hyaluronan molecular weights. An increase in ionic strength, or more precisely concentration of sodium chloride above 25 mM had a destabilizing effect on both uncoated and hyaluronan coated vesicles. It was also interesting that increasing the ionic strength affected the microviscosity of the membrane, which became more fluid, but there were no significant changes in the hydration of its outer part. The presented work is also focused on the preparation and characterization of a new type of catanionic vesicles, where the cationic surfactants HTMAB was replaced by Septonex. The same methods were chosen for their characterization as in the case of the HTMA-DS vesicles. This exchange of surfactants had a major effect on the resulting properties of the vesicles, which are stable even at very low cholesterol content. In accordance with long-term stability, a suitable concentration of cholesterol was chosen from 15 mol.% and higher.
Keywords:
Iontový amfifilní pár; kataniontové vezikuly; cholesterol; hyaluronan; chlorid sodný; Septonex; dynamický rozptyl světla; -potenciál; membránové vlastnosti.; Ion pair amphiphile; catanionic vesicles; cholesterol; hyaluronan; sodium chloride; dynamic light-scattering; -potential; membrane properties.
Available in a digital repository NRGL
Studium interakce nabitých kataniontových vezikul s opačně nabitými polyelektrolyty
Předložená dizertační práce pojednává o kladně nabitých kataniontových vezikulách a o jejich interakcích s opačně nabitým hyaluronanem. Kataniontové vezikuly byly složeny z iontových amfifilních párů ...
Numerická metoda vyššího řádu v modelování a řízení
Veigend, Petr; Horák, David; Schirrer, Alexander; Šátek, Václav
2024 - English
Systémy pro řízení a regulaci jsou používány téměř ve všech průmyslových oblastech. Pro jejich modelování se často používají diferenciální rovnice, které popisují dynamické chování těchto systémů a umožňují je detailněji analyzovat z hlediska přesnosti, stability, výkonu a reakcí těchto systémů v reálném čase. V této oblasti se běžně nepoužívají metody vyšších řádů, protože vykonávají velké množství operací. Tato práce zkoumá numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic s použitím metody s proměnným řádem a proměnnou velikostí kroku, která je založena na Taylorově řadě. Metoda je navržena jak pro lineární, tak pro nelineární problémy a jsou implementovány její optimalizace pro snížení výpočetního času bez degradace jejích vlastností. Pozitivní vlastnosti metody jsou demonstrovány na sadě příkladů z technické praxe. Výsledky práce ukazují, že metoda založena na Taylorově řadě může být použita v oblasti řízení a regulace a má lepší vlastnosti než běžně používané metody. Control systems are widely used as they enable precise management and regulation of complex processes across various industries. Ordinary differential equations are widely used in control theory because they provide a mathematical framework to describe the dynamic behaviour of control systems. They allow stability analysis, have good performance characteristics and can effectively regulate and optimise systems responses in real-time. The high-order numerical methods are not often used in the real-time context because of the large number of operations. The thesis deals with the numerical solution of ordinary differential equations using a higher-order variable-step variable-order numerical method based on the Taylor series. The method is defined for linear and non-linear problems, and several optimisations to increase its performance are introduced. The positive properties of the method are thoroughly analysed and demonstrated on a set of real-world technical problems. The results show that the Taylor-series-based method can be used in the area of control and regulation and outperforms the state-of-the-art methods in terms of speed and accuracy of the calculation.
Keywords:
ordinary differential equations; higher-order numerical methods; Taylor series; technical initial value problems; control; regulation; modelling; controllers; regulators; obyčejné diferenciální rovnice; numerické metody vyššího řádu; Taylorova řada; technické počáteční úlohy; řízení; modelování; regulátory
Available in a digital repository NRGL
Numerická metoda vyššího řádu v modelování a řízení
Systémy pro řízení a regulaci jsou používány téměř ve všech průmyslových oblastech. Pro jejich modelování se často používají diferenciální rovnice, které popisují dynamické chování těchto systémů a ...
Využití Indexu Developmentu pro hodnocení rozvojových ploch
Vařbuchta, Petr; Hromada, Eduard; Česelský, Jan; Cupal, Martin; Hromádka, Vít
2024 - Czech
Tato disertační práce se zabývá analýzou možností rozvoje rezidenčních ploch v rámci územního plánování měst. Hlavním cílem bylo stanovit index, který by zobrazoval úroveň potenciálu ploch pro rezidenční výstavbu na základě podmínek stanovených územními plány. K tomuto účelu byla vytvořena metodika, která zahrnuje sběr a analýzu údajů z grafických informačních systémů územního plánování. Výzkumná otázka byla zkoumána na příkladových studiích města Brna, Olomouce a Jihlavy, kde byly identifikovány rezidenční návrhové plochy a jejich limity. Výsledky ukázaly, že výstavba rezidenčních objektů může být ovlivněna různými faktory, jako je charakter území, ekologická omezení, technická infrastruktura a další regulační faktory. Pomocí stanoveného Indexu rezidenčního developmentu (IoRD) bylo dosaženo zhodnocení úrovně potenciálu pro výstavbu v jednotlivých městech. Tato disertační práce přináší nový pohled na hodnocení možností rezidenčního rozvoje městských oblastí a zároveň poskytuje metodologii pro stanovení IoRD na základě podmínek územního plánování. This dissertation thesis deals with the analysis of the possibilities of development of residential areas within the framework of spatial planning. The main objective was to establish an index that would show the level of potential of areas for residential development based on the conditions set by the zoning plans. For this purpose, a methodology was developed that involves the collection and analysis of data from graphical information systems of urban planning. The research question was investigated using case studies of the cities of Brno, Olomouc and Jihlava, where residential design areas and their limits were identified. The results showed that residential development can be influenced by various factors such as the character of the area, environmental constraints, technical infrastructure and other regulatory factors. Using the established Index of Residential Development (IoRD), an assessment of the level of potential for development in each city was achieved. This dissertation brings a new perspective to the assessment of residential development potential in urban areas and also provides a methodology for determining the IoRD based on zoning conditions.
Keywords:
rezidenční výstavba; územní plánování; index rezidenčního developmentu; potenciál rozvoje; grafické informační systémy; územní limity; ekologická zátěž; technická infrastruktura; residential construction; spatial planning; index of residential development; development potential; graphic information systems; territorial limits; ecological burden; technical infrastructure
Available in a digital repository NRGL
Využití Indexu Developmentu pro hodnocení rozvojových ploch
Tato disertační práce se zabývá analýzou možností rozvoje rezidenčních ploch v rámci územního plánování měst. Hlavním cílem bylo stanovit index, který by zobrazoval úroveň potenciálu ploch pro ...
Analýza a ověřování provozních charakteristik síťových a hybridních střídačů
Vrána, Michal; Braciník,, Peter; Dvorský, Emil; Mastný, Petr
2024 - Czech
Dizertační práce představuje komentovaný soubor článků zaměřený na oblast ověřování provozních charakteristik střídačů a jejich vlivu na provoz distribuční soustavy. Provozní charakteristiky jsou posuzovány s ohledem na národní požadavky v České republice. V rámci řešení byly publikováný články v zahraničních impaktovaných a recenzovaných časopisech a indexovaných sbornících zahraničních i tuzemských konferencí. Hlavním výsledkem dizertační práce je návrh a realizace laboratorního pracoviště pro ověřování provozních charakteristik. Pro pracoviště bylo navrhnuto a realizováno softwarové vybavení k automatizaci procesu testování jak na fyzickém pracovišti, tak v rámci virtuálního testování. Rekonfigurací pracoviště je možné vytvořit zařízení k simulaci a ověřování vlivu autonomních funkcí na distribuční soustavu v rámci experimentální instalace v laboratorních podmínkách nebo terénního testování. The thesis is an annotated collection of articles focused on the field of verification of inverter operating characteristics and their impact on the operation of the distribution system. The operating characteristics are assessed with respect to the national requirements in the Czech Republic. Within the framework of the solution, articles were published in foreign impacted and peer-reviewed journals and indexed proceedings of foreign and domestic conferences. The main result of the dissertation is the design and implementation of a laboratory workplace for verification of operating characteristics. For the workstation, software equipment was designed and implemented for testing process automation of both, the physical workstation and the virtual testing. By reconfiguring the workstation, it is possible to create a facility for simulating and verifying the effect of autonomous functions on the distribution system within the framework of experimental installation in laboratory conditions or field testing.
Keywords:
Energetický systém; obnovitelné zdroje; fotovoltaický střídač; hybridní střídač; akumulační systém; pravidla provozování distribuční soustavy; řízení toku výkonu; kvalita elektrické energie; Power system; renewable sources; photovoltaic inverter; hybrid inverter; storage system; distribution system operation rules; power flow control; power quality
Available in a digital repository NRGL
Analýza a ověřování provozních charakteristik síťových a hybridních střídačů
Dizertační práce představuje komentovaný soubor článků zaměřený na oblast ověřování provozních charakteristik střídačů a jejich vlivu na provoz distribuční soustavy. Provozní charakteristiky jsou ...
Stabilita v moderních elektrických sítích
Koudelka, Jan; Schürhuber, Robert; Braciník,, Peter; Toman, Petr
2024 - English
Disertační práce se zabývá problematikou stability v moderních elektrizačních soustavách, které jsou typické nárůstem podílu obnovitelných zdrojů a integrací nových technologií. Práce je koncipována jako soubor vysvětlivek, komentářů a poznámek k recenzovaným článkům publikovaným autorem v konferenčních sbornících a časopisech. Vybrané publikace, prezentované v práci, se týkají tří tematických kategorií: dynamická (úhlová) stabilita elektrizační soustavy, frekvenční stabilita elektrizační soustavy a frekvenční odlehčování. Stěžejní prezentovaná témata jsou výpočty kritického času jako ukazatele dynamické stability a možnosti využití nových technologií jako jsou nabíjecí stanice pro elektromobily pro podporu soustavy v nouzovém stavu. Základní používanou metodou analýzy jsou dynamické simulace na zjednodušených modelech soustav. The thesis deals with the issue of stability in modern power systems, which are characterized by an increase in the share of renewable sources and the integration of new technologies. The thesis is conceived as a set of explanatory notes, comments and remarks to peer-reviewed papers published by the author in proceedings and journals. The selected papers presented in the thesis concern three categories: transient (rotor angle) stability of the power system, frequency stability of the power system and under-frequency load shedding. The main topics presented are calculation of critical clearing time as an indicator of transient stability and the possibility of using new technologies, such as charging stations for electric vehicles, to support the system in an emergency state. The fundamental method used for analysis is dynamic simulations on simplified models of power systems.
Keywords:
power system stability; transient stability; frequency stability; under-frequency load shedding; dynamic models; stabilita elektrizační soustavy; dynamická stabilita; frekvenční stabilita; frekvenční odlehčování; dynamické modely
Available in a digital repository NRGL
Stabilita v moderních elektrických sítích
Disertační práce se zabývá problematikou stability v moderních elektrizačních soustavách, které jsou typické nárůstem podílu obnovitelných zdrojů a integrací nových technologií. Práce je koncipována ...
Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů pomocí termofilních bakterií
Kouřilová, Xenie; Patáková, Petra; Koutný, Marek; Obruča, Stanislav
2024 - Czech
Polyhydroxyalkanoáty (PHA) jsou mikrobiální biopolymery, které mohou představovat částečnou alternativu k petrochemicky vyráběným plastům. Jejich hlavní předností je biodegradabilita, biokompatibilita a možnost produkce z obnovitelných zdrojů. Nicméně náklady na jejich produkci jsou stále vyšší než cena polymerů původem z ropy. Pro zvýšení konkurenceschopnosti biotechnologických procesů byl představen koncept Next generation industrial biotechnology (NGIB), který se mimo jiné opírá o využití extremofilních mikroorganismů. Při implementaci extremofilů do fermentačních procesů dochází ke zvýšení robustnosti těchto technologií a zároveň mohou být sníženy nároky na sterilitu. V souvislosti s produkcí PHA pomocí extremofilů je poměrně dobře zmapovaná podskupina halofilních mikroorganismů. Výrazně méně informací je dostupných o další zajímavé kategorii, a to termofilech. V souladu s myšlenkou NGIB se v disertační práci zabýváme produkcí PHA právě pomocí termofilních bakterií. Pozornost je věnována především rodům Caldimonas, Rubrobacter a Tepidimonas. U řady testovaných zástupců těchto rodů byly sledovanými parametry optimální kultivační teplota, vhodný uhlíkatý substrát a schopnost produkce kopolymerů. Na základě tohoto základního screeningu byly vybráni nejslibnější producenti, kteří byli podrobeni dalším experimentům. Předností zástupců rodu Rubrobacter je, že se jedná o gram-pozitivní nesporulující bakterie, jelikož odpadá riziko kontaminace izolovaného polymeru pyrogenními lipopolysacharidy, které jsou přítomné v buněčné stěně gram-negativních mikroorganismů. Bakteriální kmen Tepidimonas taiwanensis LMG 22826T byl schopen produkovat vysoké výtěžky biomasy a PHA na směsi sacharidů glukózy a fruktózy. Při využití extraktu z vinných výlisků bylo dosaženo téměř totožných hodnot jako na čistých substrátech. Termofil Caldimonas thermodepolymerans DSM 15344, původním názvem Schlegelella thermodepolymerans, je velice slibným PHA producentem na substrátech bohatých na xylózu. Těmito substráty mohou být například hydrolyzáty lignocelulózových materiálů, které představují levný zdroj uhlíku. Zda jsou vhodné pro kultivaci C. thermodepolymerans bylo testováno na modelových hydrolyzátech složených z čistých sacharidů. Pro přiblížení reálných vzorků byl také zkoumán vliv potenciálních mikrobiálních inhibitorů vyskytujících se v lignocelulózových hydrolyzátech. V rámci disertační práce byl také vyvinut inovativní izolační protokol k zisku PHA založený na osmotickém namáhání termofilních a halofilních mikroorganismů za zvýšené teploty s přídavkem roztoku povrchově aktivní látky o nízké koncentraci. Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are microbial biopolymers that may provide a partial alternative to petrochemically produced plastics. Their main advantages are biodegradability, biocompatibility, and the possibility of production from renewable sources. However, the cost of their production is still higher than that of petroleum-based polymers. To increase the competitiveness of biotechnological processes, the concept of Next Generation Industrial Biotechnology (NGIB) has been introduced by other authors. This concept relies on the use of extremophilic microorganisms. When extremophiles are implemented in fermentation processes, the robustness of these technologies is increased and at the same time sterility requirements can be reduced. In the context of PHA production using extremophiles, a subset of halophilic microorganisms is relatively well mapped. Significantly less information is available on another interesting category, namely thermophiles. In line with the idea of NGIB, it is the production of PHAs by thermophilic bacteria that is the focus of this thesis. Attention is paid mainly to the genera Caldimonas, Rubrobacter, and Tepidimonas. For several tested representatives of these genera, the parameters investigated were the optimal cultivation temperature, suitable carbon substrate and the ability to produce copolymers. Based on this basic screening parameters, the most promising producers were selected and subjected to further experiments. Representatives of the genus Rubrobacter have the advantage of being gram-positive non-sporulating bacteria, as the risk of contamination of the isolated polymer by pyrogenic lipopolysaccharides present in the cell wall of gram-negative microorganisms is eliminated. The bacterial strain Tepidimonas taiwanensis LMG 22826T was able to produce high yields of biomass and PHA on a mixture of glucose and fructose substrate. Using grape pomace extract, almost identical values to those obtained on pure substrates were achieved. The thermophile Caldimonas thermodepolymerans DSM 15344, originally named Schlegelella thermodepolymerans, is a very promising PHA producer on xylose-based substrates. These substrates can be, for example, hydrolysates of lignocellulosic materials, which represent a sustainable source of carbon. Their suitability for the cultivation of C. thermodepolymerans was tested on model hydrolysates composed of pure carbohydrates. To approximate real samples, the effect of potential microbial inhibitors present in lignocellulosic hydrolysates was also investigated. An innovative isolation protocol for the recovery of PHAs based on osmotic stressing of thermophilic and halophilic microorganisms under elevated temperature with the addition of a low concentration surfactant solution was also developed as part of the thesis.
Keywords:
Polyhydroxyalkanoáty; biopolymery; extremofily; termofily; průmyslové biotechnologie nové generace; valorizace potravinářských odpadů; Polyhydroxyalkanoates; biopolymers; extremophiles; thermophiles; Next Generation Industrial Biotechnology; food waste valorisation
Available in a digital repository NRGL
Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů pomocí termofilních bakterií
Polyhydroxyalkanoáty (PHA) jsou mikrobiální biopolymery, které mohou představovat částečnou alternativu k petrochemicky vyráběným plastům. Jejich hlavní předností je biodegradabilita, biokompatibilita ...
VÝZKUM TRANSMUTACE PU-239 PRO PODKRITICKÉ URYCHLOVAČEM ŘÍZENÉ JADERNÉ REAKTORY
Tanchak, Anhelina; Parlag,, Oleg; Krása, Antonín; Nečas, Vladimír; Katovský, Karel
2024 - English
Tato disertační práce je zaměřena na stanovení průřezů radionuklidů vznikajících v důsledku spalační reakce v terči z plutonia (239PuO2) ozářeného protonovým svazkem o energii 660 MeV. Kromě toho byly vzniklé nuklidy zkoumány pomocí různých nástrojů za účelem zjištění jejich vlastností. K ozáření terče byl použit fázotronový urychlovač Spojeného ústavu jaderných výzkumů v Dubně jako generátor protonového svazku. Experiment byl zaměřen na hledání krátce žijících radionuklidů. Pro měření spekter gama byly použity detektory HPGe. Spektra , získaná během tohoto experimentu, byla zpracována pomocí softwaru DEIMOS32. Pro identifikaci jader vzniklých v terči 239PuO2 byl použit kód AD4HEL. Komplexní analýza těchto zbytkových produktů a jejich charakteristik významně přispívá k pochopení spalace a štěpných reakcí mezi protony a 239Pu v oblasti vysokých energií. Experimentální údaje o průřezech jaderných reakcí mohou sloužit jako referenční údaje pro teoretické simulace ke studiu reakcí a mohou být použity k doplnění jaderných databází. V komplexní analýze byly experimentální výsledky porovnány se simulacemi provedenými pomocí kódů Monte Carlo pro přenos částic, jako jsou MCNP v.6.1. a FLUKA. Výstupem z experimentálních dat je, že získaná data celkově odpovídají očekávání, přičemž mají podobné oblasti koncentrací nuklidů, analogické grafy a mírné odchylky v rozsahu hodnot. Odchylka je pravděpodobně způsobena normalizačním faktorem z důvodu omezení různých softwarových nástrojů. This dissertation thesis is focused on determination of cross sections of radionuclides generated in result of spallation reaction in plutonium (239PuO2) target irradiated by 660 MeV energy proton beam. Moreover, the produced nuclides were also investigated using different tools to ascertain their properties. The Phasotron accelerator of the Joint Institute for Nuclear Research (Dubna) was used for irradiation of target as a generator of proton beam. The experiment was focused on the quest for short-lived radionuclides. The HPGe detectors were used for measurement of gamma spectra. The -spectra obtained during this experiment were processed using the DEIMOS32 software. The AD4HEL code was used for identification of the nuclei formed in the 239PuO2 target. The comprehensive analysis of these residual products and their characteristics, serve as an important contribution to the understanding of the spallation and fission reactions between protons and 239Pu in high-energy range. Additionally, the experimental data of the nuclear reaction cross sections may be valuable as reference data for theoretical simulations to study reactions, and they can be used for supplementation to the nuclear databases. As for comprehensive analysis, the experimental results were compared with simulations conducted using Monte Carlo particle transport codes, such as MCNP v.6.1. and FLUKA. As a result, received data overall correspond to the expectation having similar regions of nuclides concentrations, similar graphs, and a slight variation in the range of values (probably because of the different normalization factors of different software tools).
Keywords:
Transmutation; spallation reaction; Phasotron accelerator; gamma spectra; radionuclides; plutonium-239; proton beam; -spectroscopy; cross section; reaction yields; accelerator driven systems; Transmutace; spalační reakce; fázotronový urychlovač; gama spektra; radionuklidy; plutonium-239; protonový svazek; -spektroskopie; účinný průřez; reakční výtěžky; systémy řízené urychlovačem
Available in a digital repository NRGL
VÝZKUM TRANSMUTACE PU-239 PRO PODKRITICKÉ URYCHLOVAČEM ŘÍZENÉ JADERNÉ REAKTORY
Tato disertační práce je zaměřena na stanovení průřezů radionuklidů vznikajících v důsledku spalační reakce v terči z plutonia (239PuO2) ozářeného protonovým svazkem o energii 660 MeV. Kromě toho byly ...
Mechanismy poškození při multiaxiální únavě
Poczklán, Ladislav; Kunz,, Ludvik; Spätig, Philippe; Kruml, Tomáš
2024 - English
Práce se zabývá víceosou únavou austenitické korozivzdorné oceli 316L. Materiál byl zatěžován cyklicky v tahu/tlaku a krutu. Jejich kombinace byla použita pro testování ve dvou víceosých módech: in-phase (ve fázi) a out-of-phase (mimo fázi). Všechny zkoušky byly provedeny v režimu řízení celkové deformace za pokojové teploty. Výsledky únavových zkoušek naznačují, že cyklování v módu tah/tlak způsobuje nejrychlejší růst trhliny a nejkratší životnost. Naproti tomu torzní mód vedl k nejpomalejšímu šíření únavových trhlin a k nejdelším životnostem. Oba víceosé módy se ukázaly být podobně poškozující. Detailně byly studovány dva aspekty mikrostrukturních změn: vzniklé dislokační struktury a deformačně indukovaná martenzitická transformace. Oba jevy byly analyzovány pomocí elektronové mikroskopie. In-phase zatěžování stejně jako oba jednoosé módy vedly k vytvoření podobných dislokačních struktur odlišných od těch pozorovaných v out-of-phase módu což vedlo k odlišné mechanické odezvě. Stabilita austenitu během cyklování byla závislá na zatěžujícím módu a amplitudě deformace. Rozložení indukovaného martenzitu v torzním a out-of-phase módu se ukázalo být silně heterogenní. Měření jeho obsahu pomocí feritoskopu na vnějším povrchu může v některých případech vést k zavádějícím výsledkům. Nejnižší množství martenzitu bylo pozorováno v módu tah/tlak. Odolnost vůči únavovému lomu a úhel náklonu únavové trhliny byly predikovány pomocí modelů založených na principu kritické roviny. Počet cyklů do lomu byl nejpřesněji předpovězen kritériem, které navrhnul Fatemi a Socie. Model Smith Watson Topper vedl k nejlepším odhadům orientace únavové trhliny. Kinetika růstu trhlin byla analyzována metodou navrženou Polákem a dále také pomocí plastické části J-integrálu. Druhý způsob vedl k univerzálnímu popisu rychlosti růstu trhlin ve všech zatěžujících módech s výjimkou out-of-phase, kde výpočet plastické části J-integrálu nebyl proveden. The manuscript is focused on multiaxial fatigue of austenitic stainless steel 316L. The material was cyclically tested in tension/compression and pure torsion as well as in two multiaxial modes formed by their in-phase and 90° out-of-phase combination. All tests were performed in total strain-controlled mode at ambient temperature. Results of fatigue tests suggest that cycling in tension/compression mode causes the fastest crack growth rate and the shortest fatigue life. Torsional mode, on the contrary, led to the slowest propagation of fatigue cracks and the longest fatigue lives. Both multiaxial modes proved to be comparably damaging. Two aspects of microstructural changes were studied in detail: developed dislocation structures and strain-induced martensitic transformation. Electron microscopy was utilized for analyzing both features. In in-phase and both uniaxial modes similar dislocation structures distinguished from those observed in out-of-phase mode were formed which results in the distinct mechanical response observed in the case of out-of-phase loading path. The stability of austenite during cycling was dependent on the loading mode and strain amplitude. The distribution of induced martensite in torsional and out-of-phase modes was strongly heterogeneous. Measuring its content on the outer surface with the Feritscope may give misleading results in some cases. The lowest amount of martensite was observed in tension/compression mode. The endurance against fatigue fracture as well as the tilt angle of the fatigue crack path were predicted using models based on the critical plane approach. The number of cycles to failure was predicted the most precisely by the criterion proposed by Fatemi and Socie. The Smith-Watson-Topper yielded the best predictions of the fatigue crack orientation. The analysis proposed by Polák and the method using the plastic part of the J-integral were applied to investigate the crack growth kinetics. The later approach provided a versatile description of the crack growth rate under all loading paths except out-of-phase mode.
Keywords:
Austenitic steel; Multiaxial fatigue; Strain-induced martensite; Dislocation structure; Critical plane; Crack growth rate; Austenitická ocel; víceosá únava; deformačně indukovaný martenzit; dislokační struktura; kritická rovina; rychlost růstu trhliny
Available in a digital repository NRGL
Mechanismy poškození při multiaxiální únavě
Práce se zabývá víceosou únavou austenitické korozivzdorné oceli 316L. Materiál byl zatěžován cyklicky v tahu/tlaku a krutu. Jejich kombinace byla použita pro testování ve dvou víceosých módech: ...
Optické vláknové senzory
Dejdar, Petr; Róka,, Rastislav; Kyselák, Martin; Münster, Petr
2024 - Czech
Optické sítě se neustále rozšiřují a tím vzniká prostor k využití optických vláken i pro nedatové přenosy. Jedním z nich je využití pro účely senzoriky, kde je možné uplatnit optická vlákna pro měření teplot, tlaku, vibrací aj. ve standardních podmínkách nebo v podmínkách, kde není umístění klasických senzorů vhodné (zvýšená vlhkost, radiace, nedostatek místa atd.).Tato práce se věnuje porovnání technologií hodnotících senzorické systémy a popisuje jejich princip a možnosti jejich využití. Následně jsou jednotlivé systémy postaveny a otestovány. Na základě měření jsou poté navržena možná vylepšení, kde u reflektometrického systému jsou kvantifikovány výhody použití algoritmů detekce hran. U detektorů polarizace jsou vylepšením využité klasifikační algoritmy strojového učení s úspěšností klasifikace nad 97 %. V práci je také popsáno podrobné měření citlivosti optických vláken na akustické vibrace ve třech různých prostředích, s různými konfiguracemi tras, kabely, materiály pro tlumení vibrací atd. Těmito měřeními byla dokázána možnost odposlechu optických vláken pomocí interferometrického, reflektometrického i polarizačního systému, kde polarizační je prokazatelně nejméně citlivý a zaznamenává pouze nižší frekvence. Na základě těchto měření je pak navržen systém pro zabezpečení fyzické vrstvy optických sítí, který je schopen přesně rozlišit klidové stavy a stavy manipulace s kabely z námi vytvořených datasetů. Optical networks are continuously expanding and this creating space for the use of optical fibers for non-data transmissions. One of them is the use for sensing purposes, where optical fibers can be used to measure temperature, pressure, vibration, etc. In standard conditions or in conditions where the placement of conventional sensors is not suitable (increased humidity, radiation, lack of space, etc.).This paper is devoted to the comparison of technologies comparing sensing systems and describes their principle and their possible applications. Subsequently, the different systems are built and tested. Possible improvements are then proposed based on the measurements, where for the reflectometric system the advantages of using edge detection algorithms are quantified. For the polarization detectors, improvements are made using machine learning classification algorithms with classification success rates above 97 %. Detailed measurements of the sensitivity of optical fibers to acoustic vibrations in three different environments, with different path configurations, cables, vibration-damping materials, etc. are also described. These measurements proved the possibility of intercepting optical fibers using interferometric, reflectometric, and polarization systems, where the polarization system is proven to be the least sensitive and records only lower frequencies. Based on these measurements, a system for securing the physical layer of optical networks is then proposed, which is able to accurately distinguish the quiescent and cable manipulation states from the datasets we created.
Keywords:
Braggovy vláknové mřížky; distribuované měření; interferometrie; měření vibrací; optické senzory; optická vlákna; polarizace; reflektometrie; zabezpečení; fiber Bragg gratings; distributed sensing; interferometry; optical fibers; optical sensors; vibration measurement; polarization; reflectometry; security
Available in a digital repository NRGL
Optické vláknové senzory
Optické sítě se neustále rozšiřují a tím vzniká prostor k využití optických vláken i pro nedatové přenosy. Jedním z nich je využití pro účely senzoriky, kde je možné uplatnit optická vlákna pro měření ...
Predikce protismykových vlastností povrchu vozovky v laboratoři
Nekulová, Pavla; Dašek, Ondřej; Stryk, Josef; Varaus, Michal
2024 - Czech
Disertační práce se zabývá zkušební metodou „Stanovení součinitele tření po ohlazení“ popsanou v ČSN EN 12697-49 (nazývaná také zkouška Wehner/Schulze), která má umožnit předpověď vývoje protismykových vlastností povrchu vozovky pomocí laboratorního měře-ní. Vzhledem k tomu, že požadovaná kvalita protismykových vlastností povrchu vozovky musí být splněna nejen na nových stavbách ale i na konci záruční doby, tak se zhotovitelé dopravních staveb začali zaměřovat na životnost protismykových vlastností povrchů vozovek. Zkouška Wehner/Schulze byla sice poprvé představena již v 60. letech minulého sto-letí, ale zvýšená pozornost je jí věnována až v posledních patnácti letech. Základním předpokladem pro využití této zkušební metody je navázání výsledků měření v laboratoři na hodnoty měřené dynamickými měřicími zařízeními, která jsou běžně používána pro měření protismykových vlastností povrchu vozovky, a stanovení vztahu mezi laboratorní simulací dopravního zatížení a skutečným dopravním zatížením. Dalším řešeným tématem je využití zkušební metody Wehner/Schulze pro návrh speciálních asfaltových směsí s optimální životností protismykových vlastností – v tomto případě jde o asfaltovou směs s kombinací kameniv s různou hodnotou ohladitelnosti PSV tak, aby byla využita lokální kameniva s nízkou hodnotou PSV s přidáním malého množství hodnotného dovezeného kameniva s vysokou hodnotou PSV. The dissertation deals with a testing method described in ČSN EN 12697-49 (also known as Wehner/Schulze), which aims to predict the evolution of skid resistance properties of road surfaces using laboratory testing. Given that the required quality of skid resistance on road surfaces must be met not only for new constructions but also at the end of the warranty period, contractors of transportation structures have started focusing on the lifespan of road skid resistance properties. Although the Wehner/Schulze test was introduced in the 1960s, increased attention has been given to it only in the last fifteen years. The fundamental prerequisite for utilizing this testing method is linking the measurement results in the laboratory to values measured by dynamic measuring devices, commonly used for monitoring the skid resistance of road surfaces. This involves establishing a relationship between laboratory simulation of traffic and actual traffic load. The final step involves employing the Wehner/Schulze testing method to design special asphalt mixtures with optimal longevity of skid resistance properties. In this case, it entails an asphalt mixture with a combination of aggregates with different PSV values to utilize local aggregates with low PSV values, supplemented with a small quantity of high-quality imported aggregates with high PSV values.
Keywords:
Protismykové vlastnosti povrchu vozovky; součinitel tření po ohlazení (FAP); součinitel podélného tření (Fp); ohladitelnost kameniva (PSV); zařízení Wehner/Schulze.; Skid resistance; Friction after polishing (FAP); Longitudinal friction coefficient (Fp); Polished stone value; Wehner/Schulze machine.
Available in a digital repository NRGL
Predikce protismykových vlastností povrchu vozovky v laboratoři
Disertační práce se zabývá zkušební metodou „Stanovení součinitele tření po ohlazení“ popsanou v ČSN EN 12697-49 (nazývaná také zkouška Wehner/Schulze), která má umožnit předpověď vývoje ...
NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web
Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz
Provider
Other bases