Utmattningsdimensionering med FEM Lokala metoder



Relevanta dokument
Utmattning av aluminiumkonstruktioner enligt Eurokod 9

Möjligheter och begränsningar hos höghållfasta stål

Nyheter i Creo Simulate 2.0:

Figur 1. Skärmbild med markerade steg i videon. Diagram och tabell som visar positionerna som funktion av tiden.

Modellering av dynamiska spårkrafter från spårvagnar. Examensarbete utfört av Ejder Eken och Robert Friberg Presentation för Swedtrain,

Detta dokument är ett förslag till projektplan för arbete med verksamhetsplan och varumärke för Svenska Cykelförbundet perioden

BILAGA KARTLÄGGNING SOCIALSEKRETERARE STOCKHOLM (MELLAN)

Lantbrukares syn på risker och säkerhet i arbetsmiljön ett genusperspektiv

Seriehantering. [En enkel guide för hur du som serieadministratör använder SVEMO TA.]

Ärende 29. Medborgarförslag småbåtshamn i Karlskoga

Det första steget blir att titta i Svensk MeSH för att se om vi kan hitta några bra engelska termer att ha med oss på sökresan.

Analys av två timmerredens påverkan på lastbilsram

Med Älgfrode 3.2 som beräkningsverktyg för förslag på avskjutning.

RUM 22 DET ÄR DETALJERNA SOM GÖR DET

Kryssa för de svarsalternativ som stämmer bäst överens med din uppfattning.

Kasper Salin-vinnare skapad

Att använda pekare i. C-kod

Lönespecial 2013 Nummer

Riskutbildning Stockholm del 1 - Riskettan Stockholm

» Ny Ingenjörsutbildning (NyIng)

KTH Royal Institute of Technology

Landstingsstyrelsens förslag till beslut

Delaktighet inom äldreomsorgen

Digitalt festivalengagemang

SOLRA tel

Grunderna kring helmäskning

Studien. Teknik. Akustik. Enkätundersökning. En kvalitativ, explorativ studie av ett case. Bestående av tre delar:

Granskning av likställighetsprincipen avseende föreningsstöd och evenemangsbidrag

ERTMS finansiering av ombordutrustning

Konstruktioner av kallformad stål- och aluminiumplåt

Grafer. 1 Grafer. Grunder i matematik och logik (2015) 1.1 Oriktade grafer. Marco Kuhlmann

Beskriv hur du, utan att räkna alla pärlor, kan göra en god uppskattning av hur många pärlor som finns av respektive färg. 2/0/0

Förslagsvis kan vi på den gröna nivån ligga kvar med nuvarande Knatteligakoncept med sammandrag arrangerade av våra lokala föreningar

Vägledning. - för trafikantombudens information om trafiksäkerhet. NTF Skånes Trafikäldreråd

KVANTFYSIK för F Inlämningsuppgifter I5

Mer än bara ledstänger...

Manus: Tredje bildspelet handlar om kroppen och rörelse. Alla vet säkert att det är bra för våra kroppar att få röra på sig.

Uppföljning Attendo familjerådgivning

Skogsbrynets förskolas plan mot diskriminering och kränkande behandling

IDENTITETSMANUAL VOLVOKORTET Version maj 2012

Din anställningstrygghet - en av Försvarsförbundets viktigaste frågor

Frågor och svar från Demokratidagen 2013

en og Sk skydd Slir

Pris Bröllopsfotografering 2016

KLOKA FRÅGOR OM ÄLDRES LÄKEMEDELSBEHANDLING ATT STÄLLA I SJUKVÅRDEN

Mätmetoder för ljudnivåskillnad för fasad och ljudnivå inomhus

K2 eller K3? Vad ska fastighetsägare och bostadsrättsföreningar välja?

Så jobbar du med varmförzinkat stål

Hur kör vi egentligen en undersökning om trafikanters beteende och nya hastighetsgränser utifrån en bussförares perspektiv?

Planförutsättningar. Del 2 Planförutsättningar. Introduktion Områdesbeskrivning Redogörelse för planförutsättningarna

Hur påverkar olika system av vårdval entreprenören?

Motion om säkrare gång- och cykelvägar

Kartläggning socialsekreterare 2016 Diagramrapport: Göteborg

Regler för flytt av spelare mellan olika nivåer. (Mörkröd nivå Pojkar)

Svetsrelaterade skador i stål Jan Wåle, Inspecta Technology

Utmattningsanalys av svetsförband på pendelarm tillhörande Eco Logs skördare 590D

Frågor och svar om tillämpningen av beteslagen

Rhino3D. Schackbräde. Krav. Några detaljer som kan vara bra att känna till:

Policy för intressekonflikter

Användbarhet och Webbutveckling för mobila enheter. Användbarhetstester

Resultat brukarundersökning inom Bergs kommuns hemvård och särskilt boende... 2

Rör enligt DIN 1626 Svetsat stålrör Ny förstandard EN /3. Rör. Bröderna Edstrand. Rör

SÅ VITT VI VET - Om färg, ljus och rum

UNDERLAG FÖR KVALITETSBEDÖMNING

Checklista med Tips & råd för din webbplats

Efterstudie av trafikbuller vid kvarteret Örlen i Göteborg

Business Model You Din personliga affärsplan framtagen på åtta timmar.

Så rapporterar du modelldata för luftkvalitet

Medel UR/SB (per fråga). Sorterad på: Frågenummer. Urval: = UR = SB

Luftkvalitetsbedömning vid Ängsgärdet i Västerås

Motiverande samtal MI

Integrering av formgivningsprocessen i en produktutvecklingsprocess

Förhandling - praktiska tips och råd

Dysåns avrinningsområde ( )

Aldrig mer?! Ett livsviktigt erbjudande till dig som åkt fast för rattfylleri. Kronobergs län

Frågor och svar kring trafiklösningar inom Fyrklövern

Så kan ni arbeta med digitala informationsskärmar. Tips och råd för digital signage inom offentlig sektor

Uppsala "KOMMUN KONTORET FÖR BARN, UNGDOM OCH ARBETSMARKNAD

IKOT Inlämning 8 Verifiera och utvärdera konceptet. Axel Jonson. Alexander Beckmann. Marcus Sundström. Johan Ehn CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA

DECO SIGMA 8: OPTIMERAD DESIGN EN VERKLIGT TEKNISK & EKONOMISK LÖSNING

Transportstyrelsens föreskrifter och allmänna råd om trafiksignaler;

Bilaga 9. Fråga 1 Bas: alla Flera alternativ möjliga Alternativ 1-4 uppläses

Frågebanker, frågeuppsättningar och slumpvisa block

Ansvars och kostnadsförhållanden för tolk i samband med vård av krigs- och tortyrskadade

Våga prata om dina erektionsproblem

Nyföretagarcentrum 5, 2, 3, 30, 4, 5, 5, 1, 1, 10, 10, 1, 6, 4, 1, 7, 6 20, 15, 10, 20, 3, 30, 4, 6, 20, 20, 3, 15, 10, 3, 1, 1, 2, 2, 3, 30, 10,

OM UNGDOMSARBETSLÖSHETEN

Sammanställning av studentenkät arbetsterapeuter 2009

Vägarbetare har inte airbag. Sänk farten.

Öppen data och vad vi kan vinna på att offentliggöra uppgifter! Formatdag i västerås Björn Hagström bjorn.

Rapport Utredning befintliga bärande konstruktioner Påbyggnad av centrumfastighet

Västsvenska paketet Skattning av trafikarbete

Pallboxar med svep. TTcommerce AB

Kundnöjdhetens påverkan på miljonprogrammens utveckling

Syfte Det utbildningsmaterial Sollentuna FK tagit fram har ett tydligt huvudsyfte.

SOLEL till Båten ger frihet på sjön

RAPPORT Ljudnivåmätningar av finkalibriga skjutvapen

Syfte Det utbildningsmaterial Sollentuna FK tagit fram har ett tydligt huvudsyfte.

Världskrigen. Talmanus

Svenska folket på kollisionskurs med politiken om välfärden. Anders Morin, Stefan Fölster och Johan Fall April 2003

Transkript:

Utmattningsdimensionering med FEM Lokala metoder 2014-12-12 Mohammad Al-Emrani

Ett TRV Projekt 2012-2013 Raport: Finns snart att ladda ner som pdf via Konstruktionscentrums hemsida Finns att köpa som bok på Cremona direkt eller via webben: http://www.cremona.se/

Dagens seminarium Introduktion Anvisningsverkan, lasteffekt och utmattningshållfasthet FEM för utmattning, När, Varför.. Och Varför inte Beräkningsmetoder med FEM Lokala metoder Backgrund Tillämpning Riktlinjer och rekommendationer Några enkla exempel Exempel på utvärdering av brodetaljer

Introduktion N = Const σ m r Anvisningsverkan Lasteffekt σ nom σ geo σ notch Nominell spänning Spänningskoncentration tillföljd av ändring i geometri och/eller styvhet Lokalspänningskoncentration (svetsform & dimensioner)

Nominellspänningsmetoden σ σ D

Nominellspänningsmetoden Olika S-N kurvor för att beakta inverkan av så väl anvisningsverkan som olika spänningskoncentrationer

Nominellspänningsmetoden Fördel: Ingen beräkning av SKF behövs Nackdelar: 1) Flera S-N kurvor 2) Begränsat antal (tabulerade) detaljer 3) Diskontinuerlig utmattningshållfasthet Spänningskoncentration Utmattningshållfasthet 80 71 63 56 L L

Modifierad nominellspänning

Modifierad nominellspänning 2 1.8 Ktn Kt Series3 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Modifierad nominellspänning σ σ D

Nominellspänningsmetoden Hobbacher, 2013 Exempel på effekter som måste beaktas (explicit) vid beräkning av nominellspänning

Lasteffekt som nominell eller geometrisk spänning C-klasser förutsätter jämn spänningsfördelning Svårt att beräkna spänningskoncentration faktor FEM..?

Svårt att noggrant uppskatta alla lasteffekter Lasteffekt som nominell eller geometrisk spänning FEM..?

Beräkning av lasteffekter med FEM

Beräkning av lasteffekter med FEM Fin mesh Notch (svets) effekt Grov mesh Geom. spänningskoncentration Singularitetspunkt σ oändlighet

Beräkning av lasteffekter med FEM Man kan komma runt singularitet genom att 1. separera spänningskoncentration av detaljform från det ursakad av svets (notch effekt) 2. Få en representativ notchspänning

Hot-spot spänning Fin mesh Grov mesh 1,0t 0,4t Singularitetspunkt σ oändlighet

Hot-spot spänning 2nd Extrapoleringspunkt Nominal Stress 1st Extrapoleringspunkt HS spänning σ HS,67σ 0,4t 0,67σ 1, = 1,67 1,0967 0.67 1.013 = = 1 0t 1.153

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Flera detaljer oavsett geometrisk spänningskoncentration kan nu beskrivas med endast en S-N kurva!

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Princip Effektiv notchspänning Hot-Spot spänning σ σ

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning [EN1993-1-9:2005] σ Endast två detaljkategorier (mot 14 för nom.spänn.metod) C90 för lastbärande kälsvetsar C100 for nästan alla andra fall

Hot-spot spänning Fin mesh Grov mesh 1,0t 0,4t Singularitetspunkt σ oändlighet

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning N C σ σ nom = 1.0 C nom = 80 f = 80 σ HS = 1.153 C HS = 100 f = 86.7

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Metoden kan endast användas för att utvärdera tåsprickor Två olika typer av hot-spot: (a) mot plåtyta (b) mot plåtkant Använd huvudspänning eller spänning vinkelrätt svets.

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Spänningsextrapolering Modell- och element typer

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Spänningsextrapolering (IIW) Type of hot-spots point Type a Type b Linear extrapolation Quadratic extrapolation Fine mesh coarse mesh Fine mesh coarse mesh* 0,4t and 1,0t 0,5t and 1,5t 0,4t, 0,9t and 1,4t 0,5t, 1,5t and 2,5t 1,67σ 0,4t 0,67σ 1,0t 1,5σ 0,5t 0,5σ 1.5t 2,52σ 0,4t 2,24σ 0,9t + 0,72σ 1,4t 1,875σ 0,5t 1,25σ 1,5t + 0,375σ 2,5t -- Ej 5mm and 15mm 4, 8 and 12mm -- tjockleks -- beroende 1,5σ 5mm 0,5σ 15mm 3σ 4mm 3σ 8mm + σ 12mm --

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Spänningsextrapolering Exempel på fall där kvadratisk extrapolering behövs (hög spänningsgradienter) Lokalt böjdominerat problem Närliggande anvisningar plötsligt styvhetsändring

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Linjär spänningsextrapolering

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Kvadratisk spänningsextrapolering (fin mesh) Typ a Typ b

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Ett sätt att gå runt singularitet N A + W M = 3 2 10 20 100 9.7 10 + 2 100 20 2 6 = 1,145 N A + W M = 3 2 10 20 100 1.1 10 + 2 100 20 3 6 = 1,165 σ HS = 1 0t Och extrapoleringen gav:,67σ 0,4t 0,67σ 1, = 1,67 1,0967 0.67 1.013 = 1.153

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Korrektionsfaktorer Samma korrektion för tjocklekseffekter som nominell spännningsmetoden Ingen korrektion för excentrititeter eller vinkelfel när dessa ligger inom gränserna, annars kan dessa inkluderas direkt i modellen

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Avläsning av spänningar Spänningar skall läsas av i noderna Stress avareging har ingen betydelse vid spänningsextrapolering

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Modellering av svetsar Svetsen medtas alltid i solidelement modell Gap mellan plåtar pga ofullständig genomträngning behöver inte modelleras Svetsen måste modelleras för detaljer där spänningskoncentrationen bestäms (bl a) av svets

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Modellering av svetsar i skalelementmodeller Skalelement Stela element

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Modellering av svetsar i skalelementmodeller

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Några generella råd 1. Välj elementstorlek så att extrapolerings punkterna sammanfaller med elementens hörn- eller mittnoder. 2. L/b förhållande bör hållas under 3:1 (2:1 rekommenderas som övre gräns) 3. Undvik stora ändringar i elementstorlek vid extrapoleringspunkterna 4. Detaljer som kräver att svets representeras modelleras bäst med solidelement

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Några generella Skalelementmodeller är ej lämpliga där svetsprofil utgör den mest avgörande (enda) spänningskoncentrationskällan (T, +, stumsvetsar). Plantöjningselement kan däremot användas. 8-noders skalelement och 20-noders solidelement bör användas med: - Ett element genom tjockleken - Detaljer med hög spänningsgradient - Problem dominerade av böjning

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Råd för enkla detaljer Typ a hot-spot Solid- och skalelement fungerar Svets behöver ej modelleras i symmetriska detaljer och där böjning är förhindrad

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Råd för enkla detaljer Typ b hot-spot Solidelement eller plana element för plantöjningstillstånd (gäller när både plåtarna har samma tjocklek) Svets kan uteslutas Plåtarna ska dela noder (ingen gap) Solid: 20-noders grov mesh med linjär extrapolering eller fin mesh med kvadratisk extrapolering

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Råd för enkla detaljer Typ a hot-spot Solidelement Svets behöver ej modelleras, men bör medtas i soildelementsmodeller Hög spänningsgradient kvadratisk extrapolering

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Något mer komplexa exempel

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Något mer komplexa exempel Enklast att modellera och ger bäst resultat

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Något mer komplexa exempel

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Något mer komplexa exempel - Söderströmbron

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Något mer komplexa exempel - Söderströmbron Main girder Transverse beams 46 Longitudina l beams

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Något mer komplexa exempel - Söderströmbron 47

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Något mer komplexa exempel - Söderströmbron (Andersson-2006) 48

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Något mer komplexa exempel

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Något mer komplexa exempel Problem dominerat av lokalböjning hög spänningsgradient kvadratisk extrapolering Spänningskoncentrationen påverkas av svetsen svets bör modelleras

Utmattningsberäkningar med hot-spot spänning Något mer komplexa exempel För solidelementsmodellen kan integrering av spänningar över tjockleken också användas.. (membranspänningar ~ 0) 13-14 år (med dagens trafik)

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning Hot-Spot spänning σ σ

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning Sub-modellering och approximation till 2D problem Fricke et al.

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning - Exempel

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning - Exempel

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning - Exempel

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning - Exempel

Utmattningsberäkningar med lokala metoder m=3 till 10M cyklar, sedan =22 Ingen korrektion för tjocklekseffekten

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning Exempel: Detalj i ortotropdäck

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning Exempel: Detalj i ortotropdäck

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Effektiv notchspänning Exempel: Söderströmbron

Utmattningsberäkningar med lokala metoder Exempel: Söderströmbron Hot-spot vs notch-stress

Mises spänningar 0,014 0,012 0,01 0,008 0,006 Inner Radie Outer Radie 0,004 0,002 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Fatigue Design and Analysis Using Local Approaches To summerize.. [Marquis&Samuelsson,2005]