Prof. Martin Krejsa z fakulty stavební, Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava obdržel čestné uznání předsedy Grantové agentury České republiky (GA ČR) za excelentní výsledky standartního projektu „Vliv materiálových vlastností vysokopevnostních ocelí na trvanlivost inženýrských staveb a mostů“ (GAČR 21-14886S). Projekt byl úspěšně řešen ve spolupráci s doc. Stanislavem Seitlem z Ústavu fyziky materiálů AV ČR, v. v. i.
Toto čestné uznání je ročně udělováno za mimořádné výsledky dosažené při řešení grantových projektů ukončených v předcházejícím roce (https://gacr.cz/kdo-byl-nominovan-na-cenu-predsedy-ga-cr-v-roce-2025/). Uznání se uděluje pouze deseti řešitelům, a to dvěma z každé z podporovaných oblastí výzkumu.
V rámci projektu byly analyzovány zkušební vzorky s korozním poškozením povrchu jak pomocí korozní komory se solnou mlhou 5% roztoku NaCl, tak i přímým vystavením vzorků vnějšímu prostředí. Vzorky pro základní únavové zkoušky byly připraveny ze všech testovaných jakostí HSS. V souladu s návrhem projektu byly provedeny všechny potřebné analýzy korozních vrstev a povrchu vzorků pod korozní vrstvou, jako jsou korozní ztráty a tloušťka korozních produktů, chemické a fázové složení korozních produktů a adheze korozních produktů. Povrchová analýza vzorků byla provedena také pomocí 3D skenování a digitální mikroskopie. V rámci tohoto úkolu byla provedena také detekce koroze z digitálních snímků nosných prvků s korozním poškozením pomocí unikátního výpočetního postupu založeného na Bayesovském přístupu.
Vstupními parametry stochastických modelů byly reálné materiálové charakteristiky získané z experimentů a zpracované pokročilou statistickou analýzou. Různé vzorky HSS s různou úrovní koroze a různými povrchovými vrstvami byly analyzovány statickým a únavovým zatížením (R = 0,1 a -1). Křivky životnosti byly stanoveny v oblastech s vysokým a velmi vysokým počtem cyklů únavy. Kritické vzdálenosti byly vypočítány z experimentálních dat únavy hladkých a vrubovaných vzorků a se znalostí přesného rozložení napětí (stanoveného metodou konečných prvků) před vrcholem vrubu. Mikrostruktura HSS byla pozorována pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu TESCAN Lyra3. V blízkosti míst vzniku trhlin byla pozorována expresivní skluzová aktivita. Numerické modelovací techniky s využitím metody konečných prvků byly provedeny v programu ANSYS. Vybraná lomová kritéria byla aplikována v klasické jednoparametrové i zobecněné víceparametrové formě pro odhad úhlu dalšího šíření trhliny v blízkosti korozní jamky.
Byla navržena metodologie pro pravděpodobnostní modelování predikce únavového poškození HSS struktur pomocí metody přímého optimalizovaného pravděpodobnostního výpočtu (DOProC). Bylo řešeno zrychlení výpočtových časů DOProC pomocí implementace na paralelních platformách. Analýza modelu byla testována na základě experimentálně získaných dat z fyzikálních zkoušek ocelového vzorku s předem definovanou trhlinou. Získané výsledky ukazují, že paralelní provádění výpočtů vede k významnému zkrácení výpočetních časů, zatímco přesnost řešení se významně nesnižuje. Jako počáteční krok pro simulaci takových ztrát korozního povrchu vhodných pro numerickou analýzu metodou konečných prvků byl proveden také vývoj výpočetního postupu zaměřeného na vyhodnocení rozptylu a prostorové variability zkorodovaného povrchu vzorku HSS. (https://www.ipm.cz/projekty/vliv-materialovych-vlastnosti-vysokopevnostnich-oceli-na-trvanlivost-inzenyrskych-staveb-a-mostu)
Výsledky projektu přispívají k přesnějšímu hodnocení životnosti ocelových konstrukcí a poskytují spolehlivý rámec pro navrhování a údržbu moderní dopravní infrastruktury. Tyto výsledky jsou shrnuty v deseti článcích s impaktním faktorem ve dvou diplomových a v osmi disertačních pracích, přičemž významný podíl na úspěšném hodnocení ukončeného projektu mají členové skupiny FRACTIGUE.
Gratulujeme k tomuto ocenění a děkujeme všem kolegům za jejich vynikající práci!
