Oszacowanie naprężeń przemiennych w przypadkach zmęczenia o stałej amplitudzie

Jeden przypadek zdefiniowany przez pojedyncze obciążenie zmęczeniowe

• Całkowicie odwrócony: W każdym węźle oprogramowanie ustawia przemienne naprężenie równe odpowiedniej wartości naprężenia w statycznym badaniu odniesienia pomnożonej przez współczynnik skalowania. Maksymalna i minimalna wartość komponentów naprężenia są sobie równe co do wielkości i mają przeciwne kierunki.

• Zero: W każdym węźle oprogramowanie ustawia przemienne naprężenie równe połowie odpowiedniej wartości naprężenia w statycznym badaniu odniesienia pomnożonej przez współczynnik skalowania. Program przyjmuje jeden ze szczytów ze statycznego badania odniesienia i ustawia drugi szczyt na równy 0.

• Zdefiniowana przez użytkownika proporcja obciążenia: Zakładając że zdefiniowana przez użytkownika proporcja obciążenia wynosi R, program przyjmuje jeden ze szczytów z badania odniesienia (uwzględniając określony współczynnik skalowania) i oblicza drugi szczyt mnożąc pierwszy szczyt przez R. Następnie program oblicza wielkość naprężenia wybraną w oknie dialogowym właściwości Zmęczenie i oblicza naprężenie przemienne jako |S*(1 - R)|/2, gdzie S jest skrajną wartością komponentu naprężenia w statycznym badaniu odniesienia.

Pojedynczy przypadek zdefiniowany przez wiele obciążeń zmęczeniowych

Program oblicza naprężenia przemienne dla każdego węzła uwzględniając kombinację szczytów z różnych obciążeń zmęczeniowych. Obciążenia zmęczeniowe mogą odnosić się do jednego lub kilku badań statycznych.

Załóżmy, że określono obciążenia zmęczeniowe przy użyciu badań A, B i C, używając współczynników skalowania F A , F B i F C do zdefiniowania przypadku. Aby oszacować naprężenie przemienne i skojarzony współczynnik naprężenia w danym węźle, program wykonuje następujące działania:

• Oblicza SA*FA, SB*FB i SC*FC, gdzie: SA, SB oraz SCodnoszą się odpowiednio do wartości komponentu naprężenia w danym węźle dla badań A, B i C. Program oblicza skojarzone wartości dla komponentów SX, SY, SZ, TXY, TXY i TYZ.

• Oblicza różnice w wielkości naprężenia określonego do obliczenia naprężeń przemiennych dla wszystkich możliwych kombinacji szczytów naprężenia i określa kombinację, która daje największą fluktuację naprężenia.

• Oblicza naprężenie przemienne skojarzone z danym przypadkiem dzieląc zakres fluktuacji naprężenia przez 2.

• Oblicza współczynnik naprężenia w oparciu o obliczone ekstrema naprężenia (Smin i Smax).

• Jeżeli zdefiniowano wiele krzywych S-N przy różnych współczynnikach naprężenia, program wykorzystuje interpolację liniową do wyodrębnienia właściwej liczby cykli dla obliczonego przemiennego naprężenia i współczynnika naprężenia.

• Jeżeli zdefiniowano pojedynczą krzywą S-N z zerową średnią i wybrano metodę korekcji średniego naprężenia, program wykorzystuje skorygowane przemienne naprężenie względem krzywe S-N.

Wiele przypadków

Oszacowanie naprężeń przemiennych dla wielu przypadków zależy od tego, czy przypadki te zachodzą losowo lub niezależnie. Opcja ta jest dostępna w oknie dialogowym Zmęczenie.

Brak interakcji pomiędzy przypadkami

Program oblicza naprężenia przemienne odrębnie, jak to opisano wyżej dla różnych typów obciążenia.

Losowa interakcja pomiędzy przypadkami

Program oblicza maksymalne naprężenie przemienne poprzez uwzględnienie wszystkich możliwych kombinacji obciążeń zmęczeniowych w każdym węźle. Następnie program wykorzystuje regułę Minera i kodeks kotłów i zbiorników ciśnieniowych ASME do zdefiniowania zbioru zmodyfikowanych przypadków zmęczenia.

Podejście to przewiduje wyższy współczynnik uszkodzenia niż sekwencyjne zastosowanie zdefiniowanych przypadków, chyba że szczyty naprężenia z różnych przypadków różnią się marginalnie. W takich przypadkach zaleca się uruchomienie dwóch różnych badań - jednego przy braku interakcji pomiędzy przypadkami i drugiego badania z losową interakcją. Wyniki mogą wykazać, że jedna z opcji daje wyższe uszkodzenia w niektórych lokalizacjach, podczas gdy druga opcja daje wyższe uszkodzenia w innych lokalizacjach. bsp;

Przykład 1

Przypadki zdefiniowane przez użytkownika

Przypadek 1: 8000 cykli naprężeń zmieniających się pomiędzy 900 psi i -400 psi

Przypadek 2: 2000 cykli zmieniających się pomiędzy 700 psi i -700 psi

Zmodyfikowane przypadki

Przypadek 1: 2000 cykli z naprężeniem przemiennym (900 + 700)/2 = 800 psi

Przypadek 2: 6000 cykli z naprężeniem przemiennym (900 + 400)/2 = 650 psi

Przykład 2

Przypadki zdefiniowane przez użytkownika

Przypadek 1: 8000 cykli naprężeń zmieniających się pomiędzy 900 psi i -400 psi

Przypadek 2: 2000 cykli ze zmianami pomiędzy 700 psi i -402 psi

Zmodyfikowane przypadki

Przypadek 1: 2000 cykli 900 psi z naprężeniem przemiennym (900 + 402)/2 = 651 psi

Przypadek 2: 6000 cykli 900 psi z naprężeniem przemiennym (900 + 400)/2 = 650 psi

W tym przypadku podejście z wykorzystaniem niezależnych przypadków prawdopodobnie będzie bardziej konserwatywne.

Temat pokrewny

Analiza zmęczenia

Wykresy zmęczenia