Parametry historie napěťového tenzoru a jejich dopad na únavovou životnost

Abstract

Diplomová práce se zabývá dvěma základními problémy multiaxiálních únavových výpočtů - způsoby zpracování zátěžné cesty a výběrem vhodného kritéria. V úvodu práce jsou představeny parametry napěťového tenzoru a jsou ukázány metody pro výpočet střední hodnoty a amplitudy těchto parametrů z průběhu zátěžné křivky. V další části je provedeno odvození průběhu napěťových parametrů a jejich střední hodnoty a amplitudy pro konkrétní případ namáhání pomocí metody nejmenší opsané kružnice, metody nejmenší opsané elipsy a metody momentu setrvačnosti. V další části práce jsou představena multiaxiální únavová kritéria, která tyto parametry používají. Prezentováno je několik novějších kritérií, která jsou následně porovnána se staršími metodami na základě porovnání výstupu kritérií s experimentálními daty. Oproti starším metodám se jeví výhodně zejména použití Böhmeho kritéria, použití ostatních nových kritérií se jeví spíše nevýhodně. V další části práce je posuzován vliv způsobu zpracování zátěžné cesty na výstupy multiaxiálních kritérií. Je ukázáno, že použití metody nejmenší opsané elipsy je vhodné pro kritéria kritické roviny a pro kritéria používající napěťové invarianty. Pro integrální kritéria je vhodnější použití metody nejmenší opsané kružnice. Metoda momentu setrvačnosti se jeví příliš konzervativně a její použití není pro posuzované zatěžování vhodné.

Master's thesis focuses on two basic problems of multiaxial fatigue calculations -- the stress path evaluation and choice of an appropriate criterion. Firstly, the parameters of the stress tensor are introduced and the methods for calculating the mean values and amplitudes of these parameters from the stress path are presented. In the next part, the evolution of the stress parameters and their mean values and amplitudes are derived for a particular loading case by using the minimum circumscribed circle method (MCC), the minimum circumscribed ellipse method (MCE) and the moment of inertia method (MOI). Next, the multiaxial criteria that use these parameters are presented. Several new criteria are presented and compared with older criteria based on comparison of their outcomes with experimental data. Usage of Böhme's criterion seems to be the most beneficial against older methods, usage of other new criteria does not seem to be advantageous. Further, the impact of stress path evaluation method on outcomes of the multiaxial criteria is considered. It is shown that usage of MCE method is appropriate for critical plane criteria and for criteria based on stress invariants. For integral criteria it is more desirable to use MCC method. The MOI method seems to be too conservative and it is not appropriate to use it for the considered loading.