Skupina vysokocyklové únavy

Vědecko výzkumná aktivita skupiny vysokocyklové únavy je zaměřena na studium podstaty a kvantitativního popisu únavového procesu ve všech jeho stádiích. Hlavním cílem výzkumu je přispívat k lepšímu porozumění projevu cyklické plasticity při nízkých úrovních zatěžování, procesu iniciace trhlin, prahovým hodnotám pro šíření únavových trhlin a lomově-mechanickému popisu chování únavových trhlin. Experimentální a teoretické studie se zaměřují zejména na vztah mezi mikrostrukturou, jejím vývojem během cyklického zatěžování a makroskopickými únavovými a creepovými vlastnostmi. Další důležitou částí výzkumu je numerické modelování lomového chování a stanovení vypovídajících lomových parametrů. Stále aktuálním tématem je hledání kriterií stability pro nehomogenní materiály, vruby nebo vrstevnaté kompozity. Díky tomu došlo ke značnému rozšíření spektra studovaných materiálů. V současnosti jsou studovány mimo kovových materiálů i materiály polymerní, kompozity s polymerní nebo keramickou matricí nebo pokročilé stavební materiály.

Nedílnou součástí výzkumu je aplikace dosažených výsledků v úzké spolupráci s průmyslovými partnery. Zejména jde o stanovení životnosti průmyslových komponent na základě numerického modelování a pokročilých únavových testů.

Výzkum v oblasti únavy se na Ústavu fyziky materiálů (v té době Laboratoř pro studium vlastností kovů) rozvinul v šedesátých letech pod vedením Prof. Mirko Klesnila. V osmdesátých letech se stal vedoucím skupiny vysokocyklové únavy Doc. Petr Lukáš. Tento uznávaný odborník vedl skupinu až do roku 2010. Výpočtově a teoreticky zaměřená část skupiny vyrostla zejména pod vedením Prof. Zdeňka Knésla, který se touto problematikou hlouběji zabýval od osmdesátých let. Současné složení skupiny lze najít zde.

Hlavní výzkumné projekty řešené ve skupině zahrnují:

• únavové a únavově-creepové chování krystalických a polykrystalických superslitin,


• únavové vlastnosti ultra-jemnozrnných materiálů,


• vliv středního napětí na cyklickou napěťově-deformační odezvu a únavovou životnost,


• vliv vrubů (včetně bi-materiálových) a trhlin na únavovou a únavově-creepovou životnost,


• vliv volného povrchu na chování únavových trhlin,


• interpretace vlivu constraintu na únavové chování,


• vliv rozhranní mezi dvěma materiály na chování trhliny nebo stabilitu vrubu,


• stanovení základních únavových a lomových charakteristik pokročilých stavebních materiálů,


• popis chování trhliny v polymerních materiálech,


• popis chování trhliny v pokročilých kompozitních materiálech.

Vědečtí pracovníci

Jméno	Telefon	Místnost	E-mail
Ing. Pavol Dlhý, Ph.D.	+420 532 290 338	108a	[javascript protected email address]
doc. Ing. Stanislava Fintová, Ph.D.	+420 532 290 301	317	[javascript protected email address]
prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.	+420 532 290 351	223	[javascript protected email address]
prof. RNDr. Ludvík Kunz, CSc., dr. h. c.	+420 532 290 379	112	[javascript protected email address]
prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.	+420 532 290 358	416	[javascript protected email address]
Ing. Jan Poduška, Ph.D.	+420 532 290 338	108a	[javascript protected email address]
Ing. Pavel Pokorný, Ph.D.	+420 532 290 362	108	[javascript protected email address]
Ing. Karel Slámečka, Ph.D.	+420 532 290 338	108a	[javascript protected email address]
Ing. Miroslav Šmíd, Ph.D.	+420 532 290 421	106	[javascript protected email address]
Ing. Tomáš Vojtek, Ph.D.	+420 532 290 362	108	[javascript protected email address]

Doktorandi

Jméno	Telefon	Místnost	E-mail
MSc. Alfred Muchangi Murithi	+420 532 290 347	114	[javascript protected email address]
Ing. Radek Kubíček	+420 532 290 347	114	[javascript protected email address]
Ing. Dušan Tichoň	+420 532 290 347	114	[javascript protected email address]

Techničtí pracovníci

Jméno	Telefon	Místnost	E-mail
Michal Minařík	+420 532 290 361	107	[javascript protected email address]

Diplomanti

Jméno	Telefon	Místnost	E-mail
Bc. Vojtěch Bartošík	+420 532 290 421	106	[javascript protected email address]
Bc. Václav Dziubek	+420 532 290 347	114	[javascript protected email address]
Kateřina Neumannová	+420 532 290 421	106	[javascript protected email address]
Dalibor Pavelčík	+420 532 290 336	128b	[javascript protected email address]

Číslo	Název	Řešitel
CZ.02.01.01/00/22_008/0004634	MEBioSys – Strojní inženýrství biologických a bioinspirovaných systémů	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
23-07235S	Manipulace mikrostruktury austenitickych oceli pomocí techniky laserové fúze praškového lože	Ing. Miroslav Šmíd, Ph.D.
TN02000010	Národní centrum kompetence Mechatroniky a chytrých technologií pro strojírenství	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
TN02000018	Národní Centrum Kompetence STROJÍRENSTVÍ	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
CK03000060	Pokročilá metodika návrhu železničních náprav pro bezpečný a ekonomický provoz	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
FW03010149	Návrh nové konstrukce kola pro nákladní přepravu s vyššími užitnými vlastnostmi	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.

VŠECHNY PROJEKTY

Číslo	Název	Řešitel
22-28283S	Oxidy indukované zavírání trhliny a jeho dopady na únavovou životnost mechanických komponent (OXILAP)	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
FW03010190	Pokročilé technologie přesného lití nových typů odlitků lopatek a lopatkových segmentů plynových turbín a turbodmychadel z moderních superslitin se zvýšenou životností	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
FW03010504	Vývoj in-situ technik pro charakterizaci materiálů a nanostruktur	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_321/0024465	Výzkum odolnosti odlitků radiálních kol turbodmychadel proti termomechanickému namáhání a techniky zvyšování mechanických hodnot	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
CZ.01.1.02/0.0/0.0/19_262/0020138	Výzkum a vývoj technologií přesného lití žárových částí leteckých motorů a vysoce náročných odlitků	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
FW01010183	Nová generace integrace mikroskopie atomárních sil a elektronové mikroskopie (GEFSEM)	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
H2020-WIDESPREAD-2018-03 ID: 857124	Structural Integrity and Reliability of Advanced Materials obtained through additive Manufacturing	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
FV40327	Automatizovaný optický systém pro měření dynamiky růstu trhlin	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
LTI19	Zapojení českých výzkumných organizací do Evropské aliance pro energetický výzkum EERA (EERA-CZ 2)	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
TN01000071	Národní centrum kompetence Mechatroniky a chytrých technologií pro strojírenství	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
TN01000015	Národní centrum kompetence STROJÍRENSTVÍ	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
19-25591Y	Vliv mikrostruktury na únavové vlastnosti vysoce anisotropických nerezavějících ocelí vyrobených pomocí selektivního laserového tání	Ing. Miroslav Šmíd, Ph.D.
FV40034	Vývoj nového designu železničních náprav s vysokou provozní spolehlivostí	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
FV30219	3D tisk implantátů k ošetření poškozeného skeletu, především lidské pánve	prof. RNDr. Ludvík Kunz, CSc., dr. h. c.
RFCS-02-2016 ID:747266	Innovative approach to improve fatigue performance of automotive components aiming at CO2 emissions reduction (INNOFAT)	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
PCCL-K1	K1-Center in Polymer Engineering and Science	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
CZ.01.1.02/0.0/0.0/15_019/0004399	Výzkum a vývoj technologií přesného lití nových typů odlitků leteckých motorů a integrálně litých axiálních kol turbodmychadel	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
RVO 68081723	Dlouhodobá koncepce rozvoje výzkumné instituce	prof. RNDr. Ludvík Kunz, CSc., dr. h. c.
CZ.01.1.02/0.0/0.0/15_019/0004505	Komplexní návrh nosníků z pokročilých betonů	doc. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D.
17-01589S	Pokročilé výpočetní a pravděpodobnostní modelování ocelových konstrukcí s ohledem na únavové poškození	doc. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D.
CZ.01.1.02/0.0/0.0/15_019/0002421	Výzkum a vývoj pokročilých technologií přesného lití nových typů odlitků tepelně exponovaných částí turbodmychadel ze superslitin na bázi niklu	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
GA15-09347S	Role reziduálních napětí v životnosti keramických kompozitů	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
TA04011525	Výzkum a vývoj technologií přesného lití radiálních kol turbodmychadel nové generace a nových typů lopatek plynových turbín.	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
CZ.1.07/2.3.00/45.0040	Science Academy - kritický způsob myšlení a praktické aplikace přírodovědných a technických poznatků v reálném životě	doc. Ing. Jan Klusák, Ph.D.
7AMB1-4AT012	Vývoj nových zkušebních konfigurací pro určení vypovídajících hodnot lomových charakteristik cementových kompozitů (DeTeCon)	doc. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D.
CZ.1.07/2.3.00/30.0063	Nadaní postdoktorandi pro vědeckou excelenci v oblasti fyziky materiálů	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
CZ.1.07/2.3.00/20.0214	Rozvoj lidských zdrojů ve výzkumu fyzikálních a materiálových vlastností modelových, nově vyvíjených a inženýrsky aplikovaných materiálů	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
CZ.1.07./2.3.00/20.0197	Víceoborový výzkumný tým v oblasti designu materiálů a jeho zapojení do mezinárodní kooperace	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
M100411204	Využití termografických metod a pokročilých statistických postupů pro efektivní odhad parametrů Wöhlerovy křivky	doc. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D.
P108/12/1560	Popis šíření creepové trhliny v polymerních materiálech při komplexním mechanickém namáhání	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
CZ.1.07/2.4.00/17.0006	Budování a rozvoj vědecko-výzkumné spolupráce s výzkumnými a průmyslovými partnery	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
P105/11/0466	Energetické a napjatostní aspekty kvazikřehkého lomu – důsledky pro určování lomově-mechanických parametrů silikátových kompozitů	doc. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D.
P104/11/0833	Odezva cementových kompozitů na únavové zatěžování: pokročilé numerické modelování a experimenty	doc. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D.
GA ČR P108/10/2001	Cyklická plastická deformce a únavové vlastnosti ultrajemnozrnných materiálů	prof. RNDr. Ludvík Kunz, CSc., dr. h. c.
P108/10/2049	Iniciace a šíření trhliny ze singulárních koncentrátorů napětí souvisejících s rozhraním	doc. Ing. Jan Klusák, Ph.D.
M100410901	Lomově mechanický popis trojrozměrných těles: numerická analýza a fyzikální význam/důsledky constraintu	doc. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D.
KJB200410901	Lom silikátových kompozitu na vzorcích z jádrových vývrtu – využití numerického modelování pro pokročilé stanovování lomových parametru	doc. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D.
106/09/0279	Mechanismy lomového porušování vrstevnatých polymerních prostředí	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
101/09/0867	Odhad únavového poškození tenkostěnných struktur	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
101/09/J027	Souvislost mezi strukturálními změnami, rozvojem poškození a šířením trhlin ve svařovaných polymerních součástech	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
101/08/1623	Inovační postupy pro odhad zbytkové životnosti těles s únavovými trhlinami	doc. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D.
106/08/1409	Role struktury sesíťované polymerní matrice v částicovém kompozitu. Víceúrovňové modelování a experimentální ověření.	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
101/08/0994	Stanovení podmínek iniciace porušení v bi-materiálových vrubech složených ze dvou ortotropních materiálů	doc. Ing. Jan Klusák, Ph.D.
103/08/0963	Základní únavové charakteristiky a lom pokročilých stavebních materiálů	doc. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D.
KJB200410803	Zobecnění lineární elastické lomové mechaniky na problémy šírení trhlin v nehomogenních materiálech	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
FT-TA4/023	Výzkum a vývoj mechanických vlastností materiálů použitých pro nové typy turbodmychadel, spojený s vývojem nové, progresivnější technologie přesného lití těchto částí.	prof. RNDr. Ludvík Kunz, CSc., dr. h. c.
AST5-CT-2006-030889	Predictive Methods for Combined Cycle Fatigue in Gas Turbine Blades (PREMECCY)	doc. RNDr. Petr Lukáš, CSc., dr. h. c.
106/06/P239	Vliv volného povrchu na šíření únavové trhliny	prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
AV0Z20410507	Fyzikální vlastnosti pokročilých materiálů ve vztahu k jejich mikrostruktuře a způsobu přípravy	doc. RNDr. Petr Lukáš, CSc., dr. h. c.
1QS200410502	Vlastnosti konstrukčních materiálů vyvíjených a v krátkodobém horizontu použitelných v dopravě, zdravotnictví a energetice	prof. RNDr. Ludvík Kunz, CSc., dr. h. c.
106/05/2112	Vysokocyklová únava niklových superslitin při vysokých středních napětích	prof. RNDr. Ludvík Kunz, CSc., dr. h. c.
1P05ME804	Únavové vlastnosti ultrajmnozrnných slitin mědi a hořčíku	prof. RNDr. Ludvík Kunz, CSc., dr. h. c.
101/04/P001	Vliv constraintu na prahové hodnoty součinitele intenzity napětí	doc. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D.
106/04/P084	Vliv rozhraní dvou materiálů na šíření únavových trhlin	prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
106/03/P054	Lineární elastická lomová mechanika bi-materiálového vrubu	doc. Ing. Jan Klusák, Ph.D.

VŠECHNY PROJEKTY

---

---

Crisafulli D., Fintová S., Santonocito D., D'Andrea D.: Microstructural characterization and mechanical behaviour of laser powder Bed Fusion stainless steel 316L. Theor. Appl. Fract. Mech. 131 (2024) 104343

Jambor M., Trško L., Šulák I., Šiška F., Bagherifard S., Guagliano M., Florková Z.: Application of shot peening to improve fatigue properties via enhancement of precipitation response in high-strength Al-Cu-Li alloys. Journal of Materials Research and Technology 33 (2024) 9595-9602


Klusák J., Fintová S., Kozáková K., Jambor M., Seitl S.: Risk volume effect in very high cycle fatigue of 304L stainless steel. Int. J. Fatigue 178 (2024) 108016

Luptáková N., Dlouhý V., Sobola D., Fintová S., Weiser A., Beneš 3rd V., Dlouhý A.: Interfaces between cranial bone and AISI 304 steel after long-term implantation: A case study of cranial screws. ACS Biomaterials Science & Engineering 10 (2024) 4297-4310

Kozáková K., Klusák J., Fintová S.: The length parameter for gigacycle fatigue life predictions of notched specimens made of 304L steel. Int. J. Fatigue 178 (2024) 107980

Doubek P., Kozáková K., Kunz L., Seitl S.: Fatigue life of S960 high strength steel with laser cladded functional surface layers. Eng. Fail. Anal. 164 (2024) 108629

Kubíček R., Vojtek T., Pokorný P., Náhlík L., Hutař P.: Equations for efficient cycle-by-cycle computation of fatigue crack retardation and acceleration due to amplitude changes. Theor. Appl. Fract. Mech. 133 (2024) 104547

Šiška F., Fintová S., Chlup Z., Kuběna I., Jambor M., Šulák I., Chlupová A.: Numerical analysis of plastic deformation mechanisms in polycrystaline copper under cyclic loading with different frequencies. Int. J. Fatigue 188 (2024) 108524

Šebestová H., Jambor M., Horník P., Novotný J., Mrňa L.: Laser beam oscillation welding for fatigue properties enhancement of tailor-welded blanks. Thin-Walled Struct. 196 (2024) 111506

Cardona C., Tinoco Navarro H., Perdomo-Hurtado L., Duque-Dussán E., Banout J.: Optimizing harvesting efficiency: Development and assessment of a pneumatic air jet excitation nozzle for delicate biostructures in food processing. Foods 13 (2024) 1458

Kubíček R., Vojtek T., Jambor M., Pokorný P., Náhlík L., Pokluda J., Hutař P.: Solution to the problem of low sensitivity of crack closure models to material properties. Theor. Appl. Fract. Mech. 130 (2024) 104243

Vojtek T., Kubíček R., Pokorný P., Hutař P.: Misconception of the use of 2D plane stress solutions for free surfaces of cracked bodies and its significance for full field measurement techniques. Adv. Eng. Mater. 26 (2024) 2400367

Bartošák M., Šulák I., Horváth J., Jambor M., Pilsová L.: Isothermal low-cycle fatigue and fatigue creep behaviour of 2618 aluminium alloy. Int. J. Fatigue 179 (2024) 108027

Hadraba H., Stratil L., Šiška F., Chlup Z., Čížek J., Jambor M., Bertolla L.: Grain size manipulation of the Eurofer steel via mechanical alloying. J. Mater. Sci. 59 (2024) 11546-11558

Kuběna I., Babinský T., Náhlík L., Šulák I.: Cyclic stress strain behaviour of additively manufactured gamma prime strengthened superalloy at elevated temperatures. Theor. Appl. Fract. Mech. 133 (2024) 104623

Fintová S., Kuběna I., Chlupová A., Šulák I., Chlup Z., Trško L., Polák J.: Very high frequency induced fatigue damage. Theor. Appl. Fract. Mech. 133 (2024) 104590

---

Šmíd M., Koutný D., Neumannová K., Chlup Z., Náhlík L., Jambor M.: Cyclic behaviour and microstructural evolution of metastable austenitic stainless steel 304L produced by laser powder bed fusion. Additive Manufacturing 68 (2023) 103503

Trávníček L., Poduška J., Kučera J., Náhlík L., Hutař P.: Comparison of fatigue performance of polyethylene pipe grades in the form of extruded and compression molded specimens. Procedia Struct. Integr. 43 (2023) 148-153

Klusák J., Kozáková K., Jambor M., Seitl S.: Fatigue behavior of DIN 1.4307 and DIN 1.4306 stainless steels under high frequency loading. Procedia Struct. Integr. 43 (2023) 142-147

Kunčická L., Jambor M., Král P.: High pressure torsion of copper; effect of processing temperature on structural features, microhardness and electric conductivity. Materials 16 (2023) 2738

Santonocito D., Fintová S., Di Cocco V., Iacoviello F., Risitano G., D'Andrea D.: Comparison on mechanical behavior and microstructural features between traditional and AM AISI 316L. Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 46 (2023) 379-395

Oplt T., Vojtek T., Kubíček R., Pokorný P., Hutař P.: Numerical modelling of fatigue crack closure and its implication on crack front curvature using deltaCTODp. Int. J. Fatigue 171 (2023) 107570

Konečná R., Varmus T., Nicoletto G., Jambor M.: Influence of build orientation on surface roughness and fatigue life of the Al2024-RAM2 alloy produced by laser powder bed fusion (L-PBF). Metals 13 (2023) 1615

Fintová S., Kunz L., Chlup Z., Kuběna I., Mertová K., Hradil D., Duchek M.: Grain refinement effect on fatigue life of two grades of commercially pure titanium. Int. J. Fatigue 176 (2023) 107883

Seitl S., Horník V., Lesiuk G., Kunz L.: Influence of micro-structure of selected components made from AISI 304 on the mechanical properties. Procedia Struct. Integr. 43 (2023) 113-118

Jambor M., Vojtek T., Pokorný P., Koutný D., Náhlík L., Hutař P., Šmíd M.: Anomalous fatigue crack propagation behavior in near-threshold region of L-PBF prepared austenitic stainless steel. Mater. Sci. Eng. A 872 (2023) 144982


Sovík J., Kajánek D., Pastorek F., Štrbák M., Florková Z., Jambor M., Hadzima B.: The effect of mechanical pretreatment on the electrochemical characteristics of PEO coatings prepared on magnesium alloy AZ80. Materials 16 (2023) 5650

Kuběna I., Fintová S., Jambor M., Šmíd M.: TKD/EBSD and TEM analysis of microstructural changes ongoing in AISI 304L steel exposed to the cyclic loading. Mater. Sci. Eng. A 872 (2023) 144943

Trávníček L., Poduška J., Messiha M., Arbeiter F., Pinter G., Náhlík L., Hutař P.: Effect of recycled material on failure by slow crack growth in multi-layer polyethylene pipes. Eng. Fract. Mech. 289 (2023) 109423



všechny publikace