Analiza i ocena trwałości zmęczeniowej wybranych obiektów

Dzięki dokładnej analizie zmęczeniowej można ściśle określić wytrzymałość materiału, a co za tym idzie zwiększyć żywotność produkowanych konstrukcji.

Każdy materiał posiada swoją granicę wytrzymałości zmęczenia. Oznacza to, że obiekt na który działają różne siły fizyczne, ulega naturalnemu zniszczeniu, pod wpływem działających sił. Granica zmęczenia, to graniczny punkt wytrzymałości materiału na działanie cyklicznych obciążeń.  

Z tego artykułu dowiesz się:

1.       Czym jest analiza trwałości zmęczeniowej

2.       W jaki sposób dokonuje się oceny trwałości zmęczeniowej

3.       Jakie jest zastosowanie analizy trwałości zmęczeniowej

Czym jest analiza trwałości zmęczeniowej?

Wytrzymałość zmęczeniowa to inaczej mówiąc odporność analizowanego materiału na działanie cyklicznych obciążeń, takich jak rozciąganie, zginanie, ściskanie czy skręcanie.

Powodem dla którego wykonuje się analizę i ocenę trwałości zmęczeniowej jest ustalenie granicznego punktu wytrzymałości badanej konstrukcji. To pozwala na zwiększenie wydajności i bezpieczeństwa produkowanych materiałów.

W jaki sposób dokonuje się oceny trwałości zmęczeniowej?

Analizę trwałości zmęczeniowej wykonuje się za pomocą metody elementów skończonych (MES). Koncepcja MES polega na uproszczeniu (za pomocą równań matematycznych) analizowanego obiektu do skończonej liczby elementów i za pomocą dedykowanego solvera rozwiązuje opisujące go równania.

Metoda elementów skończonych pozwala zasymulować zachowanie konstrukcji badanego obiektu, pod wypływem różnych obciążeń. Głównym zastosowaniem MES są obliczenia wytrzymałościowe różnego rodzaju obiektów.

Analizy MES pozwalają na określenie stanu i zachowania konstrukcji, bądź jej elementów składowych, pod wpływem, na przykład obciążeń w postaci sił i momentów, temperatury czy ciśnienia.

MES wyróżnia się niezwykłą skutecznością w analizowaniu trwałości zmęczeniowej i dużym potencjałem ograniczenia kosztów wdrożenia produktu.

Obecnie do wykonywania analiz zmęczeniowych za pomocą metody elementów skończonych, inżynierowie wykorzystują specjalistyczne oprogramowanie CAE (Computer Aided Engineering). Wraz z rozwojem technologii powstało wiele firm, które specjalizują się w produkcji tego typu oprogramowania. Dzięki temu zastosowanie metody elementów skończonych zostało skutecznie rozpowszechnione i aktualnie jest wykorzystywane w wielu różnych branżach.

Jakie jest zastosowanie analizy trwałości zmęczeniowej?

Wykonywanie ocen trwałości zmęczeniowej pozwala przede wszystkim na projektowanie i produkcję lepszych jakościowo produktów. Dzięki dokładnej analizie zmęczeniowej można ściśle określić wytrzymałość materiału, a co za tym idzie zwiększyć żywotność produkowanych konstrukcji.

Poza tym analiza zmęczeniowa wykonywana na etapie procesu projektowania pozwala na znaczące obniżenie kosztów produkcji. Jest to możliwe dzięki braku konieczności wytwarzania wielu prototypów, a wszystkie błędy konstrukcyjne mogą być wyeliminowane przez rozpoczęciem produkcji masowej.

Szacuje się, że dzięki ocenie zmęczenia można zmniejszyć koszty wdrożenia produktów nawet o 70%.

Co więcej dzięki analizie trwałości zmęczeniowej istnieje możliwość identyfikowania problemów konstrukcyjnych w gotowych produktach. Pozwala to na skuteczne rozpoznanie, a w konsekwencji wyeliminowanie wadliwych elementów konstrukcji. 

Potrzebujesz wykonać ocenę trwałości zmęczeniowej?

Jeśli chcesz wiedzieć więcej, masz pytania lub chcesz uzyskać ofertę na wykonanie analizy wytrzymałościowej - zapraszamy do kontaktu. Chętnie odpowiemy na wszystkie pytania.