Razvoj analitičke i numeričke metode za statističku procjenu spektralnog zamora

diplomski rad

• Naslov (engleski): Development of analytical and numerical methods for statistical assessment of spectral fatigue
• Autor: Igor Ciganović
• Mentor: Zvonimir Tomičević (mentor)
• Mentor: Damjan Čakmak (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet strojarstva i brodogradnje; Zagreb
• Datum i država obrane: 2023-05-11, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Strojarstvo

Sažetak

U okviru ovog rada razvijena je analitička i numerička metoda za statističku procjenu spektralnog zamora. Proračuni u vremenskoj domeni računalno su zahtijevniji od proračuna u frekvencijskoj domeni, stoga su razvijene metode koja su temeljene na proračunima u frekvencijskoj domeni.
U prvom dijelu rada opisana je pojava zamornog loma, propagacija pukotine u materijalu, Wöhlerova krivulja i S-N metoda proračuna zamora materijala.
U drugom dijelu rada dan je opis načina brojanja ciklusa nepravilnih amplituda korištenjem Rainflow metode za ponavljajuću povijest naprezanja.
Nadalje, opisani su matematički izrazi potrebni za procjenu visokocikličkog zamora u frekvencijskoj domeni. Dan je opis Dirlikove približne spektralne teorije.
Pored toga dan je matematički opis modalne analize, budući da je ista korištena u razvijenim metodama.
U zadnjem dijelu uspoređeni su rezultati analitičke metode dobivenih u programskom paketu MATLab i rezultati numeričke metode dobivenih u kombinaciji programskih paketa Abaqus i FE-Safe.

Sažetak (engleski)

Within this study, an analytical and numerical method for statistical estimation of spectral fatigue has been developed. Since time-domain calculations are computationally demanding, the methodology presented encompasses frequency-domain calculations for efficient resource utilization.
The first part of the thesis describes the phenomenon of fatigue failure, crack propagation in materials, the Wöhler curve, and the S-N method for fatigue calculations.
The second part of the thesis provides a description of the method for counting cycles of irregular amplitudes using the Rainflow method for repeating stress history.
Furthermore, mathematical expressions necessary for the estimation of high-cycle fatigue in the frequency domain are described. A description of Dirlik's approximate spectral theory is given.
n addition, a general description of modal analysis is provided, as it has been used in the developed methods.
n the last part, a comparison of the results obtained from the analytical method using the MATLAB software package and the results obtained from the numerical method using a combination of the Abaqus and FE-Safe software packages was performed.

• Ključne riječi: zamorni lom; Rainflow metoda; povijest naprezanja; modalna analiza; spektralna teorija; frekvencijska domena; Abaqus; FE-Safe.
• Ključne riječi (engleski): fatigue failure; Rainflow method; stress history; modal analysis; spectral theory; frequency domain; Abaqus; FE-Safe
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:175104
• Studijski program: Naziv: Strojarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (mag. ing. mech.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-05-08 17:00:50