1935182133

Rozdział 2

Metoda Elementów Skończonych w analizie konstrukcji poddawanych obciążeniom zmiennym w czasie

2.1    Przygotowanie modelu numerycznego

Prognozowanie trwałości zmęczeniowej konstrukcji prezentowanymi metodami wymaga szczegółowej i dokładnej analizy naprężeń. Metoda elementów skończonych (MES) jest narzędziem pozwalającym na badanie odpowiedzi dowolnie skomplikowanych konstrukcji na równie złożone rodzaje obciążeń. W literaturze zwraca się jednak uwagę na przybliżony charakter metody. W szczególnie wrażliwym zakresie wysoko cyklowym analizy zmęczeniowej, blisko granicy zmęczeniowej, naprężenia obarczone błędem rzędu 5% mogą powodować błąd oceny trwałości konstrukcji rzędu 400% [10,11,19,53].

2.1.1    Model MES konstrukcji

Pęknięcia zmęczeniowe znajdują zwykle swój początek we wszelkiego rodzaju karbach, nieciągłościach czy uskokach geometrycznych. Modelowanie właśnie tych elementów konstrukcji ma decydujące znaczenie dla poprawności prognozowania czasu pracy konstrukcji.

Jeśli zmiana przekroju elementu jest spowodowana obróbką skrawaniem (np. toczeniem) lub obróbką plastyczną (np. kuciem) to odwzorowanie rzeczywistego kształtu elementu konstrukcji w modelu MES jest stosunkowo proste. W takich przypadkach nie spotyka się ostrych karbów, które w modelu numerycznym są źródłem osobliwości i błędów. Inaczej jest gdy nieciągłość geometryczna powstaje w skutek stałego łączenia dwóch różnych elementów. Z doświadczeń wynika, że spoiny powstałe w skutek spa-