Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

WCFA 2011 Výpočtová analýza II Milan Růžička WCFA'11 & PUM04 1 ČVUT FS & ČSM.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "WCFA 2011 Výpočtová analýza II Milan Růžička WCFA'11 & PUM04 1 ČVUT FS & ČSM."— Transkript prezentace:

1 WCFA 2011 Výpočtová analýza II Milan Růžička WCFA'11 & PUM04 1 ČVUT FS & ČSM

2 2 WCFA'11 & PUM04 Obsah Metody predikce životnosti Metoda nominálních napětí Metoda lokálních elastických napětí Metoda lokálních deformací Metody lomové mechaniky

3 3 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 3 Metody predikce životnosti

4 4 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Uniaxiální metody (pro jednoosou ekvivalentní napjatost) NSA – Metoda nominálních napětí (Nominal Stress Approach) LESA - Local Elastic Stress Approach LPSA - Local Plastic Stress (Strain) Approach FMA - Fracture Mechanics Approach

5 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 5 Metody predikování životnosti Poskytnout výpočtový odhad počtu kmitů (doby) do poškození nebo určit bezpečnost pro trvalý život

6 6 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Metoda NSA

7 7 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Únavové křivky napětí (S-N křivky) Wőhlerova křivka – statistický přehled Mez únavy Řízení síly, napětí – měkké zatěžování R=const. nebo  m =const. Mez únavy (Endurance limit, Fatigue limit)  C Pravděpodobnost poruchy P [%]

8 8 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Únavové křivky napětí (S-N křivky)

9 9 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Wőhlerova křivka – aproximace mocninný tvar Basquin Weibull Věchet - Kohout

10 = převod napěťových kmitů s různou střední složkou, na smluvní symetricky střídavé nebo míjivé kmity se stejným únavovým účinkem. Přepočet dle Landgrafa a Morrowa: Přepočet dle Odinga: SWT parametr: Ekvivalentní napětí kmitu MIL HDBK: pro p=0,5 přejde v Odinga ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 10

11 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 11 Součinitel tvaru Součinitel vrubu Vliv vrubů na únavu - VCÚ

12 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 12 Součinitel vrubu Peterson Neuber Thum Heywood Různá vyjádření vlivu vrubů Součinitel vlivu únavy

13 13 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Metoda NSA Součinitel tvaru Součinitel vrubu Poměrný gradient napětí Vyhodnocované veličiny Závislost K f na počtu cyklů resp. změna čintele únavy

14 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 14 Počet kmitů N Amplituda napětí [MPa] Heywood (E, B – regresní parametry) Metoda NSA Aproximace S-N křivek vzorků pro různou vrubovitost a gradient

15 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 15 Počet kmitů N Amplituda napětí [MPa] Součinitel vrubu K f (N) Tvorba syntetických únavových křivek pro obecnou vrubovitost a gradient Metoda NSA K f (N)

16 16 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Metoda NSA

17 17 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Uniaxiální metody (pro jednoosou ekvivalentní napjatost) NSA – Metoda nominálních napětí (Nominal Stress Approach) LESA - Metoda lokálních elastických napětí (Local Elastic Stress Approach) LPSA - Local Plastic Stress (Strain) Approach FMA - Fracture Mechanics Approach

18 18 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Fiktivní nevrubovaný vzorek Reálná součást s vrubem Fiktivní elastické napětí ve vrubu Metoda LESA Vyhodnocují se elastická napětí ve vrubu Protože je třeba napětí korigovat: Koriguje se zvýšením odolnosti na S-N křivce → fiktivní S-N křivka ve vrubu snížením špiček napětí ve vrubu + S-N křivka hladkého dílu

19 19 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Metoda LESA

20 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 20 Fiktivní S-N křivka ve vrubu Metoda LESA

21 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 21 Snížené špičky napětí ve vrubu + S-N křivka hladkého dílu Metoda LESA

22 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 22 NdNd Metoda LESA – aplikace Eichlseder

23 23 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Metoda LESA

24 24 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Uniaxiální metody (pro jednoosou ekvivalentní napjatost) NSA – Metoda nominálních napětí (Nominal Stress Approach) LESA - Metoda lokálních elastických napětí (Local Elastic Stress Approach) LPSA –Metoda lokálních elasto- plastických napětí a deformací (Local Plastic Stress (Strain) Approach FMA - Fracture Mechanics Approach

25 25 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Únavová křivka deformace Mansonova-Coffinova křivka

26 26 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Fiktivní nevrubovaný vzorek Reálná součást s vrubem skutečná lokální deformace a napětí ve vrubu Metoda LPSA Vyhodnocují se lokální deformace a napětí ve podle vhodného elasto-plastického modelu Uvažuje se Mansonova-Coffinova únavová křivka pro deformace Určuje se tzv. poškozovací parametr P (uvážení různých veličin)

27 ČVUT FS & ČSM 27 WCFA'11 & PUM04 Součinitel tvaru (s. koncentrace elastických napětí) Součinitel koncentrace napětí Součinitel koncentrace deformace Skutečné lokální napětí a deformace e B 0  fic  S B’  A A’  fic =  S  =    S == tg  =E tg  =E sec C’C’ C

28 ČVUT FS & ČSM 28 WCFA'11 & PUM04 Neuber Glinka Metody ekvivalence energie

29 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 29 Zobecněné Neuberovo pravidlo m=0platí pro tvrdé zatěžování, tj. napětí deformačního původu rovnoměrně rozdělené po průřezu m=1platí pro měkké zatěžování, tj. napětí silového původu rovnoměrně rozdělené po průřezu m=0,1pro napětí deformačního původu mimo vruby (např. teplotní pnutí) m=0,5pro vruby zatížené silově i deformačně (Neuberovo pravidlo) m=0,6pro napětí silového původu nerovnoměrně rozložená po průřezu (např. při ohybu ).

30 = převod napěťových kmitů s různou střední složkou, na smluvní symetricky střídavé nebo míjivé kmity se stejným únavovým účinkem. Přepočet dle Landgrafa a Morrowa: Přepočet dle Odinga: SWT parametr: Ekvivalentní napětí kmitu MIL HDBK: pro p=0,5 přejde v Odinga ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 30

31 31 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 SWT parameter Únavová křivka SWT SWT (poškozovací) parametr

32 32 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Predikce životnosti

33 ČVUT FS & ČSM 33 WCFA'11 & PUM04 Landgraf: Smith, Watson,Topper: Bergmann: Erdogan a Roberts: Morrow: Feltner: Haibach: Pospíšil: Morrow Feltner Další metody predikce životnosti

34 34 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Uniaxiální metody (pro jednoosou ekvivalentní napjatost) NSA – Metoda nominálních napětí (Nominal Stress Approach) LESA - Metoda lokálních elastických napětí (Local Elastic Stress Approach) LPSA –Metoda lokálních elasto-plastických napěít a deformací (Local Plastic Stress (Strain) Approach FMA – Metody Lomové mechaniky (Fracture Mechanics Approach)

35 35 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Metoda FMA

36 36 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Neuber singularita napětí v kořeni trhliny   Vruby versus trhliny Únavové trhliny

37 37ČVUT FS & ČSM Např. krajová průchozí trhlina – jednoosá napjatost Únavové trhliny Kritérium křehkého lomu Módy namáhání trhlin WCFA'11 & PUM04

38 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 38 délka trhliny kritická délka trhliny min. detekovatelná t. Interval bezpečná doba šíření život Interval Únavové trhliny

39 39 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Šíření trhlin při cyklickém zatěžování I: šíření krátkých trhlin nešířící se makrotrhliny II: stabilní růst únavové trhliny Parisova rovnice III: nestabilní šíření, lom Únavové trhliny

40 40 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Rychlost šíření dlouhých a krátkých trhlin Krátké trhliny Dlouhé trhliny Únavové trhliny

41 41 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Trhliny ve vrubech Dlouhé trhliny Faktor K I je nezávislý na vrubu a ef =d+a Krátké trhliny (a/d nebo r/d )  Koncentrace zvyšuje rozkmit K I ve vrubu Lukáš, Klesnil formule Únavové trhliny

42 42 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Analytický postup vs. K-kalibrace (MKP) (Jurenka, Růžička, 2000) Únavové trhliny

43 43 ČVUT FS & ČSMWCFA'11 & PUM04 Metoda FMA


Stáhnout ppt "WCFA 2011 Výpočtová analýza II Milan Růžička WCFA'11 & PUM04 1 ČVUT FS & ČSM."

Podobné prezentace


Reklamy Google