Typ analizy zmęczenia materiału w projektowaniu konstrukcji

Typ analizy zmęczenia materiału nie dostarcza żadnej końcowej nośności ani liczby cykli, jaką detal może wytrzymać. Dostarcza jedynie danych wejściowych do dalszych obliczeń zgodnych z normami.

Zawsze muszą być ustawione co najmniej dwa przypadki obciążeń. Pierwszy przypadek obciążenia jest przypadkiem odniesienia. Przyjmuje się go jako np. ciężar własny konstrukcji i może zawierać zerowe obciążenia. Pozostałe przypadki obciążeń symulują oddziaływania zmęczeniowe. Nominalne naprężenia normalne i styczne dostarczane przez IDEA StatiCa stanowią zakres naprężeń między oddziaływaniem zmęczeniowym, np. LE2, a przypadkiem obciążenia odniesienia.

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

\[\tau = 180-50=130\, \textrm{MPa}\]

Należy zauważyć, że nie powinno dochodzić do uplastycznienia blach na skutek oddziaływań zmęczeniowych, gdyż w przeciwnym razie zakresy naprężeń są zniekształcone. 

Naprężenia są dostępne dla:

• Śrub
• Spoin
• Blach

Śruby

W przypadku śrub naprężenia wyznaczane są w prosty sposób przez podzielenie siły przez odpowiedni przekrój:

• \(\sigma = F_t / A_s \)
• \(\tau = V / A \)

gdzie:

• \(F_t\) – siła rozciągająca w śrubie
• \(A_s\) – pole przekroju czynnego śruby przy rozciąganiu
• \(V\) – siła poprzeczna w śrubie; jeśli występuje wiele płaszczyzn ścinania, przyjmuje się największą siłę poprzeczną
• \(A\) – pole przekroju śruby przenoszącej ścinanie; pole przekroju czynnego, jeśli gwint jest przecięty przez płaszczyznę ścinania, w przeciwnym razie pole przekroju brutto

Spoiny

Spoiny w CBFEM składają się z elementu spoiny z więzami wielopunktowymi łączącymi blachy. Rozkład naprężeń w spoinie jest zaburzony przez więzy, dlatego naprężenia są pobierane z przekroju znajdującego się w odległości 1,5-krotności wymiaru spoiny od jej lica. Dla dwustronnej spoiny pachwinowej tworzone są trzy przekroje. Dwa przekroje należą do tej samej kategorii szczegółu, a pokazywany jest tylko bardziej wytężony. Wykazywane są maksymalne naprężenie normalne i odpowiadające mu naprężenie styczne w tym samym miejscu, a także maksymalne naprężenie styczne i odpowiadające mu naprężenie normalne w tym samym miejscu.

Zobacz również ulepszenia analizy zmęczenia materiału w wersji 22.0.

Blachy

Naprężenia w blachach można zwizualizować, tworząc przekrój zdefiniowany przez użytkownika za pomocą operacji produkcyjnej Workplane. Na poniższym rysunku utworzono dwa płaszczyzny robocze, aby zobaczyć naprężenia wokół otworów na śruby. Wykazywane są maksymalne naprężenie normalne i odpowiadające mu naprężenie styczne w tym samym miejscu, a także maksymalne naprężenie styczne i odpowiadające mu naprężenie normalne w tym samym miejscu.