TYP ANALIZY ZMĘCZENIOWEJ W PROJEKTOWANIU KONSTRUKCJI

Typ analizy zmęczeniowej służy do określenia zakresu naprężeń normalnych i ścinających pomiędzy dwoma przypadkami obciążeń. Naprężenia odpowiadają naprężeniom nominalnym i muszą być dalej oceniane przy użyciu normowych metod projektowania. Przyjmuje się, że jest ona używana do projektowania detali zmęczeniowych o wysokiej cykliczności, gdzie nie spodziewamy się uplastycznień.

Typ analizy zmęczeniowej nie zapewnia ostatecznej wytrzymałości ani liczby cykli, jakie może przenieść  detal. Dostarcza tylko danych wejściowych do dalszych obliczeń zgodnie z normami.

Zawsze należy ustawić co najmniej dwa przypadki obciążeń. Pierwszy przypadek obciążenia jest przypadkiem odniesienia. Przyjmuje się go jako np. ciężar własny konstrukcji i może zawierać obciążenia zerowe. Inne przypadki obciążeń symulują oddziaływania zmęczeniowe. Nominalne naprężenia normalne i ścinające dostarczane przez IDEA StatiCa, to zakres naprężeń między działaniem zmęczeniowym, np. LE2 i referencyjnym przypadkiem obciążenia.

Na przykład naprężenie ścinające w określonym miejscu wynosi 50 MPa w przypadku obciążenia odniesienia i 180 MPa w LE2. Przedstawione nominalne naprężenie ścinające w tym miejscu wynosi:

τ=180-50=130MPa

Należy zauważyć, że nie powinno dojść do uplastycznienia płyt w wyniku oddziaływań zmęczeniowych, w przeciwnym razie zakresy naprężeń zostaną zniekształcone.

Naprężenia są dostępne dla:

• Śrub
• Spoin
• Płyt

 

ŚRUBY

W przypadku śrub naprężenia są określane po prostu przez podzielenie siły przez odpowiednią powierzchnię:

• σ=Ft/As
• τ=V/A

Gdzie,

Ft-siła rozciągająca w śrubie

As-obszar naprężenia rozciągającego śruby

V  – siła ścinająca w śrubie; jeśli istnieje wiele płaszczyzn ścinania,  używana jest największa siła ścinająca

A- obszar śruby odporny na ścinanie; obszar naprężenia rozciągającego

 

SPOINY

Spoiny w CBFEM składają się z elementów skończonych połączonych wiązaniami wielopunktowymi, łączącymi płyty. Rozkład naprężeń w spoinie jest zakłócany przez te ograniczenia, dlatego naprężenia są odczytywane  z sekcji znajdującej się w odległości 1,5-krotności rozmiaru od krawędzi spoiny. Tworzone są trzy sekcje dla dwustronnej spoiny pachwinowej. Dwie sekcje należą do tej samej kategorii wyników i pokazana jest tylko ta z większym obciążeniem. Pokazane jest maksymalne naprężenie normalne i odpowiadające mu naprężenie ścinające w tym samym miejscu, jak również maksymalne naprężenie ścinające i odpowiadające mu naprężenie normalne w tym samym miejscu.

PŁYTY

Naprężenia w blachach można wizualizować, tworząc przekrój zdefiniowany przez użytkownika za pomocą operacji produkcyjnej płaszczyzny roboczej. Na poniższym rysunku utworzono dwa obszary robocze, aby zobaczyć naprężenia wokół otworów na śruby. Pokazane jest maksymalne naprężenie normalne i odpowiadające mu naprężenie ścinające w tym samym miejscu, jak również maksymalne naprężenie ścinające i odpowiadające mu naprężenie normalne w tym samym miejscu.