Spelling suggestions: "subject:"track propagation"" "subject:"crack propagation""
201 |
Analýza šíření trhlin v železničním kole za provozních podmínek / Analysis of crack propagation in railroad wheel under operating conditionsNavrátil, Petr January 2009 (has links)
This Master´s thesis deals with the determination of the propagation directions of primary crack in the rail vehicles wheel under operating conditions. The aim of this work is the stress-strain analysis with using fracture mechanics to examinate behaviour of primary cracks for different operating conditions, i.e. rotation, rotation with contact and assessment of refracted cracks with applied rotation and contact.
|
202 |
Dynamische Rissausbreitung in ElastomerwerkstoffenStoček, Radek 16 March 2012 (has links)
Die bruchmechanischen Eigenschaften von Elastomerwerkstoffen zeigen eine deutliche Abhängigkeit von der Prüfkörpergeometrie. Endscheidenden Einfluss hat die Art der Beanspruchung, die der Belastung des realen Bauteils entsprechen sollte. In dieser Arbeit wird die Methode zur Analyse des dynamischen Risswachstums von Elastomeren im simultanen Tensile- und Pure-shear-Prüfmodus beschrieben. Die Methode, basierend auf der mechanischen Aufrüstung und Weiterentwicklung eines Tear and Fatigue Analyzers, stellt den Prüfmethoden übergreifende Feststellungen zu aussagekräftigen Kennwertdaten des Bruchverhaltens von Elastomeren vor. Die Schwerpunke der Arbeit wurden in zwei Hauptthemen unterteilt, wobei zuerst eine konstruktive Modifizierung des kommerziellen TFA vorgenommen wurde und anschließend die Untersuchungen zur Beschreibung der bruchmechanischen Eigenschaften von Elastomerwerkstoffen und dynamischer Beanspruchung mittels modifiziertem TFA durchgeführt wurden.
Es wurde aus den Anforderungen an die quantitative, simultane Analyse von SENT- als auch Pure-shear-Prüfkörpern eine konstruktive Modifizierung des kommerziellen TFA vorgenommen. Insbesondere die Schwerpunkte der Modifizierung wurden der Verminderung des Einflusses der Prüfkörperhalterungsfestigkeit auf die Genauigkeit der Analyse und der Untersuchung des Resonanzbereiches des TFA gewidmet.
Die hier dokumentierten Ergebnisse durch den modifizierten TFA haben deutlich das unterschiedliche Bruchverhalten in der Abhängigkeit von der Prüfkörpergeometrie nachgewiesen. Es wurden umfangreiche Untersuchungen zur Charakterisierung der Rissausbreitungsgeschwindigkeiten in Elastomeren in Abhängigkeit
von der Prüfkörpergeometrie als auch von der Risslänge durchgeführt, wobei festgestellt wurde, dass die bruchmechanischen Eigenschaften nicht nur von der Risslänge, sondern auch signifikant von der Kerbgeometrie abhängen. Die Ergebnisse haben weiterhin gezeigt, dass ein großer Einfluss der Herstellungsparameter der Prüfkörper unter Berücksichtigung von Kautschukbasis und Kautschukmischungsrezeptur auf die bruchmechanischen Eigenschaften besteht. Die vorgestellte Methode zur Bestimmung der dynamisch-bruchmechanischen Eigenschaften von Elastomeren stellt zusammen mit der Berücksichtigung der Herstellungsparameter einen genauen Vergleich zwischen den experimentell ermittelten Prüfwerten unabhängig von der Prüfkörpergeometrie dar. / The mechanical properties of rubber materials can be shown to be a function of the geometry of the test specimen. The main affecting parameters are the loading conditions. The present work proposes a new fracture mechanical testing concept for determination of dynamic crack propagation of rubber materials. This concept implements a method of simultaneous tensile- and pure-shear-mode testing. The present approach is based on an upgrade of the Tear and Fatigue Analyzers, on the fracture mechanics theory of dynamically loaded test specimens and on the definition of pure-shear states according to the test specimen’s geometry ratio.
The main focus of this work can be divided in two parts. Firstly it is introduced the development of a method for analysis of dynamic crack propagation in filled rubber by simultaneous tensile- and pure shear mode testing. The servo-hydraulic machine with controlled temperature testing chamber is equipped with simultaneously operating two mode test equipment which represents a new fracture testing method.
Secondarily the analysis of crack propagation under the dynamic loading conditions is practised with this method. It is shown how the tearing energy and the crack growth rate depend on the test specimen’s geometry ratio and crack length. It is also demonstrated
that the values for tearing energies and also crack growth rates for short crack lengths in SENT- as well as in pure-shear test specimens are identical. Another important aspect is related to the different values of tearing energies and crack growth rates for cracks with short and large lengths in pure-shear test specimens. The results show the dependence of fracture behavior on manufacturing the test specimens.
The new fracture mechanical testing concept offers a comparison between fracture behavior of rubber materials independent of the test specimens geometry.
|
203 |
Mechanisches Verhalten von kohlenstoffgebundenen Feuerfestwerkstoffen bis 1500°CSolarek, Johannes 22 January 2020 (has links)
Die Arbeit führt Methoden zur Durchführung von Zugversuchen und bruchmechanischen Versu-chen ein und liefert mechanische Kennwerte für zwei kohlenstoffgebundene FFW im Bereich von RT bis 1500°C. Dafür standen ein grobkörniges MgO-C und ein feinkörniges Al2O3-C zur Ver-fügung. Die Werkstoffe zeigten bis 1200°C keine Duktilität und sprachen spröde. Die Schädigung erfolgte ausschließlich durch Risswachstum. Dieses fand beim MgO-C temperaturunabhängig auf Grund der rissbehafteten Mikrostruktur durch stabiles Risswachstum bereits vorhandener Risse statt. Es kam dabei zur Bildung von Rissnetzwerken sowie zu zahlreichen energiedissipierenden Prozessen. Beim Al2O3-C trat be RT instabiles Risswachstum auf. Bei hohen Temperaturen kam es durch thermisch aktivierte Prozesse zu duktilem Verhalten und stabilem Risswachstum. Beim grobkörnigen MgO-C wurden große Verformungen durch das starre Oxidgerüst verhindert. Zu-sätzlich zeigten die Werkstoffe auf Grund ihrer Mikrostruktur eine Zunahme der Festigkeit mit steigender Temperatur. Aus den Versuchen wurde ein Heißpressverfahren zur Herstellung von gradierten Werkstoffen abgeleitet.:1 Einleitung
2 Grundlagen
2.1 Feuerfestwerkstoffe
2.1.1 Einsatz und Beanspruchung von FFW
2.1.2 Einteilung von FFW
2.2 Kohlenstoffgebundene FFW
2.2.1 Kohlenstoff und seine Terminologie
2.2.2 Grundlegende Eigenschaften kohlenstoffgebundener FFW
2.2.3 Anwendungen kohlenstoffgebundener FFW
2.2.4 Aufbau und Mikrostruktur kohlenstoffgebundener FFW
2.2.5 Herstellungsparameter kohlenstoffgebundener FFW
2.2.6 Chemische Eigenschaften kohlenstoffgebundener FFW
2.3 Mechanische Eigenschaften kohlenstoffgebundener FFW
2.3.1 Mechanische Eigenschaften kohlenstoffgebundener FFW bei RT
2.3.2 Mechanische Eigenschaften kohlenstoffgebundener FFW bei HT
2.4 Grundlagen zur Werkstoffprüfung bei RT und hohen Temperaturen
2.4.1 Streuung und Einfluss der Probengröße
2.4.2 Belastungsrate
2.4.3 Zugversuche
2.4.4 Druckversuche
2.4.5 Biegeversuche
2.4.6 Bruchmechanische Untersuchungen
2.4.7 Temperaturwechselbeständigkeit
2.4.8 Kriechen
2.4.9 Spannungsrelaxation
2.4.10 Härtemessung
2.4.11 Hochtemperaturprüfung in Kaltkammerofen mit induktiver Heizung
2.4.12 Temperaturmessung mit Thermoelement, Pyrometrie, Thermographie
2.4.13 Bestimmung elastischer Konstanten mittels akustischer Methoden
2.4.14 Optische in situ Schadensbeschreibung mittels Mikroskopie und DIC
2.5 Heißpressverfahren
3 Experimentelles
3.1 Werkstoffe
3.1.1 Kohlenstoffgebundenes Magnesiumoxid (MgO-C)
3.1.2 Kohlenstoffgebundenes Aluminiumoxid (Al2O3-C)
3.1.3 Graphit (ISEM 8)
3.2 Mechanische Tests
3.2.1 Prüfmaschine für Druck- und Biegeversuche
3.2.2 Prüfmaschine für Zug-Druck-Versuche
3.2.3 Probengeometrien
3.2.4 Druckversuche
3.2.5 Biegeversuche
3.2.6 Bruchmechanische Versuche
3.2.7 Versuche mit Zugbeanspruchung
3.2.8 Versuchsabläufe der Hochtemperaturversuche
3.2.9 Temperaturmessung mittels Thermographie
3.3 Weitere Versuchsmethoden
3.3.1 Mikrostrukturuntersuchung mittels Mikroskopie und Röntgenbeugung
3.3.2 Porositäts- und Dichtemessung
3.3.3 Härtemessung
3.3.4 Dynamischer E-Modul
4 Methodische Erkenntnisse und Voruntersuchungen
4.1 Temperaturmessung und -verteilung
4.1.1 Temperaturmessung mittels Thermoelement und Pyrometer
4.1.2 Emissionskoeffizient und Probenbeschichtung
4.1.3 Temperaturverteilung
4.2 Dehnungsmessung
4.3 Zugversuche an Keramiken
4.3.1 Übertragung von Zugkräften
4.3.2 Axialität in Zugversuchen
4.4 Bruchmechanische Versuche
4.4.1 Kerbeinbringung
4.4.2 Überprüfung des optischen Messsystems
4.4.3 Bestimmung der Risslänge während des Versuchs
4.5 Überprüfung der Messmethodik mit dem Referenzwerkstoff Graphit ISEM-8
5 Ergebnisse
5.1 Mikrostrukturbeschreibung der untersuchten FFW
5.1.1 Mikrostruktur des MgO-C’s
5.1.2 Mikrostruktur des Al2O3-C’s
5.2 Mechanisches Verhalten bei RT
5.2.1 Mechanisches Verhalten von MgO-C bei RT
5.2.2 Mechanisches Verhalten von Al2O3-C bei RT
5.3 Mechanische Eigenschaften bei HT
5.3.1 Mechanisches Verhalten von MgO-C bei HT
5.3.2 Mechanisches Verhalten von Al2O3-C bei HT
5.4 Heißpressverfahren für kohlenstoffgebundene FFW
5.4.1 Beschreibung des Heißpressverfahrens
5.4.2 Physikalische Eigenschaften und Mikrostruktur des Presslings
5.4.3 Mechanische Eigenschaften des Presslings
6 Diskussion
7 Zusammenfassung und Ausblick
Literatur
Anhang
|
204 |
Initiierung und Ausbreitung kurzer Ermüdungsrisse in ein- und zweiphasigem EdelstahlScharnweber, Michael 15 January 2014 (has links)
In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen zum Initiierungs- und Ausbreitungsverhalten kurzer Ermüdungsrisse in einem austenitischen sowie einem austenitisch-ferritischen Edelstahl durchgeführt. Dazu erfolgten zyklische Verformungsexperimente sowohl ex situ als auch in situ im Rasterelektronenmikroskop. Die Auswertung der Experimente erfolgte im Rasterelektronenmikroskop sowohl abbildend in verschiedenen Modi als auch über Rückstreuelektronenbeugungsmessungen. Bezüglich der Rissinitiierung wurde eine Häufigkeitsverteilung der Rissinitiierungsorte für beide Stähle erstellt. Die dabei ermittelte stark unterschiedliche Häufigkeit für die transkristalline Rissinitiierung in der austenitischen Phase konnte mit der unterschiedlichen Textur und Mikrostruktur der beiden Stähle in Zusammenwirken mit den elastischen Eigenschaften der beiden Phasen erklärt werden. Für die Rissausbreitung wurde gezeigt, dass eine Korrelation zwischen der Risslänge und der Rissausbreitungsrate besteht, aus der hervorgeht, dass die Übergangsrisslänge zwischen den Bereichen der mikrostrukturell und mechanisch kurzen Risse etwa einen Korndurchmesser beträgt. Anhand der in situ Messung der (plastischen) Rissöffnung und -scherung wurden die Unterschiede im Rissausbreitungsverhalten in den verschiedenen Phasen herausgearbeitet. Für die austenitische Phase ergibt sich dabei ein öffnungsdominierter und für die ferritische Phase ein scherungsdominierter Mechanismus. Die im Ferrit auftretenden zwei unterschiedlichen Ausprägungen der Oberflächenrisspfade („rau“ und „glatt“) konnten mit der Orientierung der jeweils risstragenden Körner korreliert werden. In Zusammenwirken mit der beobachteten Systematik der Anordnung der Gleitspuren um kurze Risse im Ferrit sowie einer Analyse der Spannungsverteilung um die Rissspitze wurde ein Modell des Rissausbreitungsmechanismus\' erstellt sowie die bisher in der Literatur vorherrschende These des Einfachgleitens widerlegt. Schließlich konnte die Barrierenwirkung von Korn- und Phasengrenzen sowohl anhand der Messung der Rissausbreitungsrate als auch der plastischen Rissöffnung bzw. -scherung gezeigt und daraus Rückschlüsse auf die Ausdehnung der plastischen Zone vor der Rissspitze gezogen werden. Gleichzeitig wurde dabei die Korrelation zwischen Rissausbreitungsrate und plastischer Rissöffnung bzw. -scherung nachgewiesen.
|
205 |
A Theoretical and Numerical Study of Hydraulic and Mechanical Processes in Cover-Collapse SinkholesPaudel, Prakash January 2020 (has links)
No description available.
|
206 |
STOCHASTIC CRACK PROPAGATION MODELLING USING THE EXTENDED FINITE ELEMENT METHOD / STOCHASTIC CRACK PROPAGATION MODELLING USING THE EXTENDED FINITE ELEMENT METHODNešpůrek, Lukáš January 2010 (has links)
Tato disertační práce vychází z výzkumu v rámci francouzsko-českého programu doktorátu pod dvojím vedením na pracovišti Institut français de mécanique avancée v Clermont-Ferrand a na Ústavu fyziky materiálu AV v Brně. Úvodní výzkumný úkol na brněnském pracovišti se zabýval numerickou analýzou pole napětí v okolí čela trhliny v tenké kovové fólii. Zvláštní pozornost byla zaměřena na vliv speciálního typu singularity v průsečíku čela trhliny s volným povrchem. Těžiště disertační práce spočívá v numerickém modelování a stochastické analýze problémů šíření trhlin se složitou geometrií v dvojrozměrném prostoru. Při analýze těchto problémů se dříve zřídka používaly numerické metody, a to z důvodu vysoké náročnosti na výpočtový čas. V této disertaci je ukázáno, že aplikací moderních metod numerické mechaniky a vhodných technik v analýze spolehlivosti lze tyto problémy řešit s pomocí numerických metod i na PC. Ve spolehlivostní analýze byla využita lineární aproximační metoda FORM. Pro rychlost šíření trhlin se vycházelo z Parisova-Erdoganova vztahu. Pro parametry tohoto vztahu byl použit dvourozměrný statistický model, který postihuje vysokou citlivost na korelaci obou parametrů. Mechanická odezva byla počítána rozšířenou metodou konečných prvků (XFEM), která eliminuje výpočetní náročnost a numerický šum související se změnou sítě v klasické metodě konečných prvků. Prostřednictvím přímé diferenciace bylo odvozeno několik vztahů pro derivace funkce odezvy, čímž se dosáhlo lepší numerické stability a konvergence spolehlivostní analýzy a výrazného zkrácení doby výpočtu. Problém zatížení s proměnou amplitudou byl řešen aplikací transformace zatížení metodou PREFFAS. Využití distribuce výpočtů v síti PC umožnilo další zrychlení analýzy.
|
207 |
Transiente Methoden der Infrarot-Thermografie zur zerstörungsfreien Fehleranalytik in der mikroelektronischen Aufbau- und VerbindungstechnikMay, Daniel 10 March 2015 (has links)
In dieser Arbeit wurde eine neue fehleranalytische Methode zur industriellen Anwendung an neuen Technologien der Aufbau- und Verbindungstechnik entwickelt. Das Verfahren basiert auf der Wechselwirkung von thermischen Wellen und Defekten.
Die Besonderheit ist dabei die Zerstörungsfreiheit, die Geschwindigkeit, das Auflösungsvermögen und die durch neueste IR-Detektoren erreichte Temperaturempfindlichkeit.
Es wurden grundlegende Studien bezüglich Auflösung und parasitären Effekten bei der Anwendung unter industriellen Randbedingungen durchgeführt. Dabei wurde eine systematische Vorgehensweise bezüglich der Komplexität gewählt.
Dies ermöglicht nun u.a. eine Vorhersage der zu erwartenden Prüfdauer zur Auflösung vergrabener Defekte, der Begrenzung der maximalen Anregungsimpulsbreite (bei gegebener Defekttiefe) und die quantitative Ermittlung des Einflusses einer Lackschicht.
Methodisch kamen grundsätzlich Simulationen und vergleichende Experimente zum Einsatz. Es wurden spezielle Proben zur Isolierung und Klärung parasitärer Effekte verwendet. Letztlich konnte das Messsystem erfolgreich an industriellen Problemstellung demonstriert werden.
Das entwickelte Messsystem zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus. Verschiedene problemangepasste Anregungsquellen (interne und externe Anregung durch zahlreiche physikalische Effekte) kommen zum Einsatz.
Das Messsystem besteht aus vier Hauptmodulen, der Differenzbild-Methode, der Impulsthermografie, und zwei Varianten der LockIn-Thermografie.
Zusammen ist das System in der Lage, Voids, Delaminationen und Risse in verschiedenen Bereichen auch der modernen AVT sicher zu erkennen.
Es werden dabei Temperaturauflösugnen bis zu 5 mK und laterale Auflösungen bis 17 µm erreicht.
Diese Arbeit legt einen Grundstein für die Anwendung der thermischen Fehleranalytik in der Industrie, indem hier die Grenzen der IR-Messtechnik aufgezeigt und charakterisiert werden. / In this work a new failure analytical method for the industrial application of new technologies in electronic packaging has been developed.
The developed method is based on the interaction of the thermal waves and defects.
The special fature is non-destructive, speed, resolution and high temperature sensitivity due to latest IR-detectors.
It fundamental studies regarding resolution and parasitic effects in the application were carried out cinsidering industrial conditions. Here, a systematic approach regarding the complexity has been selected.
This now enables a prediction of the expected test period for detecting buried defects, limits for excitation pulse width (for a given defect depth) and the quantitative determination of the influence of parasitic paints.
Methodically always simulations and comparative experiments were used. Simple samples for the isolation and purification of parasitic effects has been used. Finally, the measurement system has been successfully demonstrated on an industrial applications.
The developed measurement system is characterized by high flexibility. Different problem-adapted excitation sources (internal and external excitation by numerous physical effects) are used.
The measurement system currently consists of four main modules, the difference image method, the pulse thermography, and two variants of LockIn-thermography. Together, the system is capable of detecting voids, delaminations and cracks in various fields of electronic packageing.
It will reach temperature resolutions up to 5 mK and lateral resolutions down to 17 µm.
This work stes a foundation for the application of thermal failure analysis for industry by showing and charcterization the limits of IR imaging.
|
208 |
[pt] ESQUEMA GERAL DE PROPAGAÇÃO BIDIMENSIONAL DE TRINCAS USANDO O MÉTODO CONSISTENTE DOS ELEMENTOS DE CONTORNO / [en] GENERAL TWO-DIMENSIONAL CRACK PROPAGATION SCHEME USING THE CONSISTENT BOUNDARY ELEMENT METHODGUILHERME OLIVEIRA RABELO 03 June 2022 (has links)
[pt] Apresenta-se neste trabalho um procedimento de análise de propagação de trincas a partir de um programa de computador baseado na formulação do método consistente dos elementos de contorno para problemas bidimensionais. Este método tem como uma das suas principais características a solução exata dos problemas de singularidade presentes na formulação. Além disso, com esta metodologia é possível representar a geometria da trinca com aberturas micrométricas, de forma semelhante ao observado em ensaios laboratoriais. Neste estudo, são analisados os resultados de propagação em três estruturas com geometrias distintas, cada estrutura submetida a diferentes combinações de carga, com o objetivo de reproduzir modos puros de carregamento I e II, assim como modo misto de carregamento. É realizado um estudo sobre o tamanho dos incrementos utilizados nos modelos e do ângulo de propagação, possibilitando determinar que o tamanho ideal dos elementos de novos trechos deve se limitar à mesma dimensão dos elementos vizinhos, evitando possíveis erros numéricos, enquanto o ângulo de propagação pode ser determinado utilizando os fatores de intensidade de tensão (FIT) KI e KII, empregando o conceito de tensão principal máxima. O FIT é obtido por meio de deslocamentos recíprocos próximos à ponta da trinca, sendo realizado um estudo com um exemplo de referência para medir a confiabilidade da técnica, com diferenças de no máximo 7 por cento. O desempenho observado utilizando a metodologia adotada neste estudo é comparado com outros resultados encontrados na literatura, mostrando caminhos de propagação de trinca semelhantes em todas as simulações. No decorrer do trabalho são explicados os conceitos de mecânica da fratura linearmente elástica e da geometria da trinca adotada, assim como o desenvolvimento do código computacional. / [en] This work presents a crack propagation analysis procedure on a computer program based on the consistent boundary element formulation for two-dimensional problems. This method has as one of its main features the exact solution of the singularity problems present in the formulation. In addition, with this methodology it is possible to represent the crack geometry with micrometric openings, similar to the cracks presented in laboratory tests. In this study, the propagation results in three structures with different geometries are analyzed, each structure subjected to different load combinations, in order to reproduce pure loading modes I and II, as well as mixed loading modes. A study is carried out on the size of the increments used in the models and on the propagation angle, making it possible to determine that the ideal size of the elements of new sections should be limited to the same dimension of the neighboring elements, avoiding possible numerical errors, while the propagation angle can be determined using the stress intensity factors (FIT) KI e KII, employing the concept of maximum principal stress. The FIT is obtained through reciprocal displacements close to the crack tip, and a study is carried out with a reference example to measure the reliability of the technique, with differences of at most 7 per cent. The performance observed using the methodology adopted in this study is compared with other results found in literature, showing similar crack propagation paths in all simulations. In the course of the chapters, the concepts of linearly elastic fracture mechanics and the adopted crack geometry are explained, as well as the development of the computational code.
|
209 |
The Effectiveness of Damage Arrestment Devices in Delaying Fastener-Hole Interaction Failures in Carbon Fiber Polyurethane Foam Composite Sandwich Panels Subjected to Static and Dynamic Loading Under Increased TemperaturesSurano, Dominic E 01 December 2010 (has links) (PDF)
A study was conducted to investigate simple, cost-effective manufacturing techniques to delay skin-core delamination, micro-buckling and bearing stress failures resulting from fastener-hole interactions. Composite sandwich panels, with and without damage arrestment devices (DADs), were subjected to monotonic compression at a rate of 5mm per second, and compression-compression fatigue at 50% yield at an amplitude of 65%, under temperatures of 75, 100, 125, 150, 175, and 200 °F.
The sandwiches tested were composed of two-layer cross-weave carbon fiber facesheets, a polyurethane foam core, and an epoxy film adhesive to join the two materials. The most successful method to delay the aforementioned failures involved milling rectangular slots in the foam core perpendicular to the holes and adding three additional layers of carbon fiber cross-weave. For the monotonic cases, the ultimate load increases were 97, 87, 100, 131, 96, and 119% for each of the respective temperatures listed above with a negligible weight increase. For the fatigue cases, the number of cycles for each test case was nearly identical. This still represents a large improvement because the yield used in the loading condition for the specimens with DADs was 97% greater than the specimens without DADs.
The experimental results were compared with a finite element model (FEM) built in Abaqus/CAE. The numeric and experimental results showed a strong correlation. All test specimens were manufactured and tested in the California Polytechnic State University Aerospace/Composites Laboratory.
|
210 |
Fatigue life of butt welds - a numerical study on the influence of real geometry / Utmattningslivslängd hos stumsvetsar – en numerisk undersökning om inverkan av verklig svetsgeometriArasu, Karthickeyan Unknown Date (has links)
Welds play a crucial role in the product portfolio of GKN Aerospace. For ease of manufacturing and repairability, butt welds are preferred in the aerospace industry. Weld regions undergo local distortions during manufacturing due to the external heat-input, and the resulting local geometries are complex and stochastic in nature. Under operational loads, the distorted geometry affects the local stress field around the weld region, and this has a significant impact on the fatigue life. Traditional design calculations of welds resort to idealization of the local weld geometry. In this thesis, the influence of real weld geometry on the computed fatigue life is investigated. Linear elastic fracture mechanics principles are utilized to calculate the fatigue life of a weld starting from a pre-defined initial crack. The influence of important weld geometric parameters, namely, – edge offset and weld toe radii, on the fatigue life is investigated in detail. A statistical analysis approach, using transfer functions and Monte Carlo simulation, is devised to study the effect of variation in the different weld geometric parameters. Different edge offset measures from a real geometry are identified and these measures are investigated as potential candidates to obtain conservative life estimates using the idealized geometry. Investigations in this thesis show that the real geometry has a significant effect on the weld fatigue life. In all cases of local weld geometry, the edge offset has the largest influence on life. For a real weld geometry, the root toe radius has a significant influence on life. In an idealized geometry, for the same normalized edge offset, an increase in the plate thickness leads to a decrease in life. A new edge offset measure is proposed that leads to conservative life estimates when used in conjunction with the idealized geometry, thus enabling computationally efficient design calculations. / Svetsar spelar en avgörande roll i GKN Aerospace produktportfölj. För att underlätta vid tillverkning och reparationer föredras stumsvetsar inom flygindustrin. Svetsområden genomgår lokala deformationer under tillverkningen på grund av extern värmepåverkan, och de resulterande lokala geometrierna är komplexa och stokastiska till sin natur. Vid termisk och mekanisk belastning i drift påverkar den deformerade geometrin det lokala spänningsfältet runt svetsområdet vilket har en betydande inverkan på utmattningslivslängden. Vid traditionell dimensionering av svetsar idealiseras den lokala svetsgeometrin. Denna avhandling undersöker inverkan av verklig svetsgeometri på den beräknade utmattningslivslängden. Linjärelastisk brottmekanik används för att beräkna utmattningslivslängden för en svets med utgångspunkt från en fördefinierad initial spricka. Inverkan av viktiga svetsgeometriska parametrar, nämligen - kantförskjutning och svetsradie, på utmattningslivslängden undersöks i detalj. En statistisk analysmetod, med hjälp av överföringsfunktioner och Monte Carlo simulering, är framtagen för att studera effekten av variation i de olika svetsgeometriska parametrarna. Olika kantförskjutningsmått från en verklig geometri identifieras och dessa mått undersöks som potentiella kandidater för att erhålla konservativa livslängdsuppskattningar med hjälp av den idealiserade geometrin. Undersökningar i denna avhandling visar att den verkliga geometrin har en signifikant effekt på svetsutmattningslivslängden. I alla fall av lokal svetsgeometri har kantförskjutningen den största inverkan på livslängden. För en riktig svetsgeometri har svetsradien vid svetsens rotsida en betydande inverkan på livet. I en idealiserad geometri, för samma normaliserade kantförskjutning, leder en ökning av plåttjockleken till en minskning av livslängden. Ett nytt kantförskjutningsmått föreslås som leder till konservativa livslängdsuppskattningar när de används i kombination med den idealiserade geometrin, vilket möjliggör beräkningseffektiva designberäkningar.
|
Page generated in 0.1272 seconds