Ein einzelnes Ereignis, das durch mehrere Ermüdungslasten definiert ist
Das Programm berechnet die Wechselspannungen der einzelnen Knoten durch Berücksichtigung der summierten Spitzenwerte verschiedener Ermüdungslasten. Die Ermüdungslasten können sich auf eine oder mehrere statische Studien beziehen.
Angenommen, Sie haben Ermüdungslasten mithilfe der Studien A, B und C mit den Skalierungsfaktoren FA, FB und FC festgelegt, um ein Ereignis zu definieren. Das Programm berechnet die Wechselspannung und das zugehörige Spannungsverhältnis an einem Knoten wie folgt:
- SA*FA, SB*FB und SC*FC. Dabei beziehen sich SA, SB und SC auf die Werte der Spannungskomponenten am Knoten für die Studien A, B bzw. C. Das Programm berechnet die zugehörigen Werte für die Komponenten SX, SY, SZ, TXY, TXZ und TYZ.
- Anschließend werden die Unterschiede der zur Berechnung der Wechselspannungen angegebenen Spannungsgrößen für alle möglichen Kombinationen aus Spannungsspitzen berechnet und die Kombination bestimmt, die die größte Spannungsschwankung verursacht.
- Daraufhin wird die mit dem Ereignis verbundene Wechselspannung berechnet, indem der Spannungsschwankungsbereich durch zwei geteilt wird.
- Nun berechnet das Programm das Spannungsverhältnis auf Grundlage der berechneten Spannungsextremwerte (Smin und Smax).
- Wenn mehrere Wöhlerkurven mit unterschiedlichen Spannungsverhältnissen definiert sind, verwendet das Programm die lineare Interpolation, um die genaue Anzahl von Zyklen für die berechnete Wechselspannung und das Spannungsverhältnis zu extrahieren.
- Wenn eine einzelne Wöhlerkurve mit dem Mittelwert 0 festgelegt und eine Korrekturmethode für die Mittelspannung ausgewählt wird, verwendet das Programm die korrigierte Wechselspannung in Bezug auf die Wöhlerkurve.
Mehrere Ereignisse
Die Berechnung von Wechselspannungen für mehrere Ereignisse hängt davon ab, ob die Ereignisse zufällig oder unabhängig voneinander eintreten. Verfügbar ist diese Option im Dialogfeld Ermüdung.
| Keine Interaktion zwischen den Ereignissen |
Das Programm berechnet die Wechselspannung, wie oben beschrieben, für jeden Lasttyp getrennt. |
| Beliebige Interaktion zwischen den Ereignissen |
Das Programm berechnet die maximale Wechselspannung unter Berücksichtigung aller möglichen Kombinationen von Ermüdungslasten an allen Knoten. Anhand der Miner-Regel und des "ASME Boiler and Pressure Vessel Codes" wird dann ein Satz modifizierter Ermüdungsereignisse definiert.
Mit diesem Ansatz wird ein höherer Schadensfaktor als bei der sequenziellen Anwendung der definierten Ereignisse vorhergesagt, sofern die Spannungsspitzen aus verschiedenen Ereignissen nicht nur geringfügig abweichen. In diesen Fällen wird empfohlen, zwei verschiedene Studien auszuführen, eine Studie mit keiner Interaktion zwischen den Ereignissen und die andere mit beliebiger Interaktion. Die Ergebnisse zeigen unter Umständen, dass eine Version an einigen Stellen zu einem höheren Schaden führt, während die andere Version an anderen Stellen einen höheren Schaden ergibt.
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Beispiel 1
| Benutzerdefinierte Ereignisse |
Ereignis 1: 8000 Zyklen mit einer Wechselspannung zwischen 900 psi und -400 psi
Ereignis 2: 2000 Zyklen mit einer Wechselspannung zwischen 700 psi und -700 psi
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| Modifizierte Ereignisse |
Ereignis 1: 2000 Zyklen mit einer Wechselspannung von (900 700)/2 = 800 psi
Ereignis 2: 6000 Zyklen mit einer Wechselspannung von (900 +400)/2 = 650 psi
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Beispiel 2
| Benutzerdefinierte Ereignisse |
Ereignis 1: 8000 Zyklen mit einer Wechselspannung zwischen 900 psi und -400 psi
Ereignis 2: 2000 Zyklen mit einer Wechselspannung zwischen 700 psi und -402 psi
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| Modifizierte Ereignisse |
Ereignis 1: 2000 Zyklen à 900 psi mit einer Wechselspannung von (900 402)/2 = 651 psi
Ereignis 2: 6000 Zyklen à 900 psi mit einer Wechselspannung von (900 +400)/2 = 650 psi
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Der Ansatz, bei dem die Ereignisse unabhängig voneinander berücksichtigt werden, ist in diesem Fall wahrscheinlich zuverlässiger.