Analiza rozmieszczenia otworów w rozciąganej tarczy z wykorzystaniem metody SADSF oraz szacowanie trwałości zmęczeniowej

• Autorzy: Markiewicz I.

Warianty tytułu

EN

Analysis of hole arrangement in tensile plate by means of the SADSF method and fatigue life predictions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia wyniki analiz sprężystych MES i szacowania trwałości zmęczeniowej rozciąganej tarczy prostokątnej osłabionej otworami. Odległości pomiędzy otworami wyznaczono metodą SADSF. Rozważono dwa przypadki, gdy otwory są rozłożone w rzędzie prostopadle do kierunku działania obciążenia oraz wzdłuż tego kierunku. Podczas analiz stwierdzono, że najlepsze minimalne odległości pomiędzy otworami - w przypadku gdy otwory są rozłożone w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku działania obciążenia - leżą bardzo blisko wartości otrzymanych przy pomocy metody SADSF. Zmniejszając rozstawy poniżej wymiarów wyznaczonych tą metodą obserwuje się bardzo szybki wzrost współczynnika koncentracji naprężenia i spadek trwałości zmęczeniowej. W drugim przypadku tak wyraźnego efektu nie stwierdzono. W miarę zmniejszania się rozstawu otworów, współczynnik koncentracji stale maleje, a trwałość zmęczeniowa rośnie.

EN

The paper presents the results of elastic FE analyses and estimations of fatigue life of a tensile rectangular plate weakened by the presence of holes. The distances between the holes were determined by means of the SADSF method. Two cases were considered: when the holes are arranged in a row perpendicularly to the direction of load, and parallel to this direction. In the case of holes lying in a plane perpendicular to the load direction, the analyses have shown that the best minimal distances between the holes are very close to those obtained by using the SADSF method. When the hole spacing is decreased below the dimensions determined by this method, one observes a rapid growth of stress concentration factor and a drop of fatigue life. In the second case, however, one does not observe such strong effects. As the hole spacing decreases, stress concentration factor continuously drops down, and fatigue life increases.

Słowa kluczowe

PL

projektowanie; nośność graniczna; analiza MES; analiza zmęczeniowa

EN

design; limit analysis; FEA; fatigue analysis

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 3
• Strony: 24--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Markiewicz I.

• Katedra Mechaniki Politechnika Świętokrzyska Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Polska,

Bibliografia

• 1. Bodaszewski W., Szczepiński W. Kształtowanie elementów konstrukcji metodą nieciągłych pól naprężeń. Warszawa: BEL Studio, 2005; PWN, 2006.
• 2. Bodaszewski W. Ujęcie aplikacyjne metody SADSF. Konstruowanie pól o wielkim stopniu złożoności. Int. J. Mechanics and Mechanical Engineering 2003; 6.
• 3. Bodaszewski W., Markiewicz I. Rama samochodu ciężarowego ukształtowana metodą SDNPN. ZN Politechniki Opolskiej, Mechanika 2001; 265(64): 45-50.
• 4. Dietrich L., Miastkowski J., Szczepiński W. Nośność graniczna elementów konstrukcji. Warszawa: PWN, 1970.
• 5. Dietrich L. Wymiarowanie połączeń sworzniowych metodą nośności granicznej w świetle badań zmęczeniowych. Archiwum Budowy Maszyn 1978; 25(3): 513-524.
• 6. Erickson P.E, Riley W.F. Minimizing Stress Concentrations Around Circular Holes in Uniaxially Loaded Plates. Experimental Mechanics 1978; 18(3): 97-100.
• 7. Glinka G., Jakubczak H. Fatigue Software Package FALIN, Stress and Fatigue-Fracture Design Inc. (SaFFD, Inc.).
• 8. Kapkowski J., Stupnicki J. Doświadczalne badania elementów maszyn projektowanych metodą nośności granicznej. Rozprawy Inżynierskie 1973; 21(1).
• 9. Markiewicz I. Numeryczne wyznaczanie statycznie dopuszczalnych układów linii nieciągłości naprężeń w polach granicznych, spełniających warunek plastyczności Hubera-Misesa. Warszawa: Politechnika Warszawska 1996, rozprawa doktorska.
• 10. Markiewicz I., Bodaszewski W., Glinka G. Global and Local Design Method for Fatigue Resistant Structures. SAE Transactions, Journal of Materials and Manufacturing 2003; 5(112): 467-477.
• 11. Markiewicz I. Analysis of Elastic Effort Fields in Truck Frame Designed by the SADSF Method. Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and Reliability 2007; 2(34): 22-27.
• 12. Markiewicz I. Analysis of Welded Joint Designed by Limit Analysis Methods. Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and Reliability 2008; 3(39): 12-21.
• 13. Meguid S.A. Finite Element Analysis of Defence Hole Systems for the Reduction of Stress Concentration in a Uniaxially-Loaded Plate with Two Coaxial Holes. Engineering Fracture Mechanics 1986; 25(4): 403-413.
• 14. Pilkey W. D. Peterson’s Stress Concentration Factors. Wiley 1999.
• 15. Savin, G. N. Stress concentration around holes. New York: Pergamon Press, 1961.
• 16. Sobczykiewicz W., Glinka G., Jakubczak H. Fatigue Design of Earthmoving Machines. International Symposium on Fatigue Design 1992.
• 17. Szczepiński W.: Projektowanie elementów maszyn metodą nośności granicznej. Warszawa: PWN, 1968.
• 18. Szczepiński W., Szlagowski J. Plastic Design of Complex Shape Structures. Warszawa-Chichester: Ellis Horwood & PWN, 1990.
• 19. Szlagowski J. Metodyka kształtowania wytrzymałościowego elementów konstrukcji wg kryterium nośności granicznej. Warszawa: Prace IPPT PAN 1990; 25.