MODYFIKACJA RÓWNANIA DO OPISU KRZYWYCH WÖHLERA

Podobne dokumenty
OPTYMALIZACJA KSZTAŁTU WYKRESU WÖHLERA Z WYKORZYSTANIEM ALGORYTMÓW EWOLUCYJNYCH W UJĘCIU DIAGNOSTYCZNYM

Metody badań materiałów konstrukcyjnych

Integralność konstrukcji

METODOLOGIA ANALIZY DANYCH DOŚWIADCZALNYCH PROPAGACJI PĘKNIĘĆ ZMĘCZENIOWYCH W WARUNKACH OBCIĄŻEŃ Z PRZECIĄŻENIAMI

Optymalizacja kształtu wykresu Wöhlera z wykorzystaniem algorytmów ewolucyjnych w ujęciu diagnostycznym

Zmęczenie Materiałów pod Kontrolą

13. ZMĘCZENIE METALI *

Problemy trwałości zmęczeniowej połączeń spawanych wykonanych ze stali S890QL

FUNKCJA LINIOWA. Zadanie 1. (1 pkt) Na rysunku przedstawiony jest fragment wykresu pewnej funkcji liniowej y = ax + b.

M10. Własności funkcji liniowej

Integralność konstrukcji

Eksperymentalne określenie krzywej podatności. dla płaskiej próbki z karbem krawędziowym (SEC)

Dwie proste mogą być względem siebie prostopadłe, równoległe albo przecinać się pod kątem innym niż prosty..

OCENA ROZWOJU USZKODZEŃ ZMĘCZENIOWYCH W STALACH EKSPLOATOWANYCH W ENERGETYCE.

FUNKCJA LINIOWA. A) B) C) D) Wskaż, dla którego funkcja liniowa określona wzorem jest stała. A) B) C) D)

Kształcenie w zakresie podstawowym. Klasa 2

Wprowadzenie do Techniki. Materiały pomocnicze do projektowania z przedmiotu: Ćwiczenie nr 2 Przykład obliczenia

ZMĘCZENIE MATERIAŁU POD KONTROLĄ

Zadania do samodzielnego rozwiązania zestaw 11

3) Naszkicuj wykres funkcji y=-xdo kwadratu+2x+1 i napisz równanie osi symetrii jej wykresu.

Dopasowanie prostej do wyników pomiarów.

ZAGADNIENIE CYKLICZNEGO UMOCNIENIA LUB OSŁABIENIA METALI W WARUNKACH OBCIĄŻENIA PROGRAMOWANEGO

CEL ĆWICZENIA: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zastosowaniem diod i wzmacniacza operacyjnego

Kurs ZDAJ MATURĘ Z MATEMATYKI MODUŁ 5 Zadania funkcje cz.1

Zagadnienia niskocyklowego zmęczenia metali

Podstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów. Statyczna próba rozciągania metali. Warunek nośności i użytkowania. Założenia

FUNKCJA KWADRATOWA. Wykresem funkcji kwadratowej jest parabola o wierzchołku w punkcie W = (p, q), gdzie

FUNKCJE. Kurs ZDAJ MATURĘ Z MATEMATYKI MODUŁ 5 Teoria funkcje cz.1. Definicja funkcji i wiadomości podstawowe

Badanie funkcji. Zad. 1: 2 3 Funkcja f jest określona wzorem f( x) = +

Spis treści Przedmowa

Spis treści. Przedmowa 11

Funkcja liniowa - podsumowanie

Matematyka licea ogólnokształcące, technika

. Funkcja ta maleje dla ( ) Zadanie 1 str. 180 b) i c) Zadanie 2 str. 180 a) i b)

Wyboczenie ściskanego pręta

FUNKCJA KWADRATOWA. Zad 1 Przedstaw funkcję kwadratową w postaci ogólnej. Postać ogólna funkcji kwadratowej to: y = ax + bx + c;(

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

ZAGADNIENIA NA EGZAMIN POPRAWKOWY Z MATEMATYKI W KLASIE II TECHNIKUM.

FUNKCJE I RÓWNANIA KWADRATOWE. Lekcja 78. Pojęcie i wykres funkcji kwadratowej str

Wyniki badań niskocyklowej wytrzymałości zmęczeniowej stali WELDOX 900

FUNKCJE. Rozwiązywanie zadań Ćw. 1-3 a) b) str Ćw. 5 i 6 str. 141 dodatkowo podaj przeciwdziedzinę.

OPIS PROPAGACJI PĘKNIĘĆ W STOPIE AL 2024-T4

Pochodna funkcji a styczna do wykresu funkcji. Autorzy: Tomasz Zabawa

Regresja wieloraka Ogólny problem obliczeniowy: dopasowanie linii prostej do zbioru punktów. Najprostszy przypadek - jedna zmienna zależna i jedna

Drgania poprzeczne belki numeryczna analiza modalna za pomocą Metody Elementów Skończonych dr inż. Piotr Lichota mgr inż.

Funkcje IV. Wymagania egzaminacyjne:

Rozkład materiału KLASA I

SPIS TREŚCI. Przedmowa Rozdział 1. WSTĘP... 9

A6: Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody)

MODELE WYKRESÓW ZMĘCZENIOWYCH W OBLICZENIACH TRWAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ ELEMENTÓW MASZYN PRZYKŁADY BADAŃ

prof. dr hab. inż. Tomaszek Henryk Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, ul. Księcia Bolesława 6, Warszawa, tel.

Dział I FUNKCJE I ICH WŁASNOŚCI

1) 2) 3) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25)

Propozycja szczegółowego rozkładu materiału dla 4-letniego technikum

MATeMAtyka zakres podstawowy

Ć w i c z e n i e K 3

Funkcja liniowa -zadania. Funkcja liniowa jest to funkcja postaci y = ax + b dla x R gdzie a, b R oraz

ZAKRES PODSTAWOWY. Proponowany rozkład materiału kl. I (100 h)

Funkcja jednej zmiennej - przykładowe rozwiązania 1. Badając przebieg zmienności funkcji postępujemy według poniższego schematu:

Liczba godzin Liczba tygodni w tygodniu w semestrze

Ćwiczenie nr 43: HALOTRON

x+h=10 zatem h=10-x gdzie x>0 i h>0

BADANIE WPŁYWU TEMPERATUR PODWYŻSZONYCH NA WŁAŚCIWOŚCI CYKLICZNE STALI P91

Propozycja szczegółowego rozkładu materiału dla 4-letniego technikum, zakres podstawowy. Klasa I (60 h)

MATeMAtyka klasa II poziom rozszerzony

Skrypt 23. Geometria analityczna. Opracowanie L7

Metodyka budowy modeli numerycznych kół pojazdów wolnobieżnych wykorzystywanych do analiz zmęczeniowych. Piotr Tarasiuk

NAJWIEKSZY INTERNETOWY ZBIÓR ZADAŃ Z MATEMATYKI FUNKCJE KWADRATOWE PARAMETRY

INSTRUKCJA DO CWICZENIA NR 4

ANALIZA WYTRZYMAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ STALOWEGO KADŁUBA STATKU

6. FUNKCJE. f: X Y, y = f(x).

Ćwiczenie 11. Moduł Younga

Wymagania edukacyjne z matematyki

PEŁZANIE WYBRANYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH

PROBLEMY NISKOCYKLOWEJ TRWAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ WYBRANYCH STALI I POŁĄCZEŃ SPAWANYCH

Wymagania edukacyjne, kontrola i ocena. w nauczaniu matematyki w zakresie. podstawowym dla uczniów technikum. część II

Lekcja 2. Pojęcie równania kwadratowego. Str Teoria 1. Równaniem wielomianowym nazywamy równanie postaci: n

Politechnika Białostocka

Kurs ZDAJ MATURĘ Z MATEMATYKI MODUŁ 6 Teoria funkcje cz. 2

Propozycja szczegółowego rozkładu materiału dla 4-letniego technikum, zakres podstawowy i rozszerzony. Klasa I (90 h)

Ć w i c z e n i e K 4

Pochodną funkcji w punkcie (ozn. ) nazywamy granicę ilorazu różnicowego:

Po zapoznaniu się z funkcją liniową możemy przyjśd do badania funkcji kwadratowej.

Modele materiałów

ĆWICZENIE 15 WYZNACZANIE (K IC )

PRÓBNA MATURA ZADANIA PRZYKŁADOWE

Pojęcia, wymagania i przykładowe zadania na egzamin poprawkowy dla klas II w roku szkolnym 2016/2017 w Zespole Szkół Ekonomicznych w Zielonej Górze

Doświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyny

2.Piszemy równanie prostej przechodzącej przez dwa punkty P i S

Zagadnienia na egzamin poprawkowy z matematyki - klasa I 1. Liczby rzeczywiste

? 14. Dana jest funkcja. Naszkicuj jej wykres. Dla jakich argumentów funkcja przyjmuje wartości dodatnie? 15. Dana jest funkcja f x 2 a x

FUNKCJE ELEMENTARNE I ICH WŁASNOŚCI

Próby zmęczeniowe Wstęp

PRÓBNA MATURA ZADANIA PRZYKŁADOWE

ĆWICZENIE 1 STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA METALI - UPROSZCZONA. 1. Protokół próby rozciągania Rodzaj badanego materiału. 1.2.

ZASTOSOWANIE NAŚWIETLANIA LASEROWEGO DO BLOKADY PROPAGACJI PĘKNIĘĆ ZMĘCZENIOWYCH

Jak poprawnie napisać sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki?

Rys. 1Stanowisko pomiarowe

Jolanta Pająk Wymagania edukacyjne matematyka w zakresie rozszerzonym w klasie 2f 2018/2019r.

Ć W I C Z E N I E N R E-5

Transkrypt:

Sylwester KŁYSZ Janusz LISIECKI Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych Tomasz BĄKOWSKI Jet Air Sp. z o.o. PRACE NAUKOWE ITWL Zeszyt 27, s. 93 97, 2010 r. DOI 10.2478/v10041-010-0003-0 MODYFIKACJA RÓWNANIA DO OPISU KRZYWYCH WÖHLERA W pracy przedstawiono wyniki modyfikacji równania = f(2n f ) poprawiającej dopasowanie opisu wyników badań wysokocyklicznego zmęczenia. W szczególności praca dotyczy wprowadzenia 5-parametrowego równania ekspotencjalnego zapewniającego lepsze dopasowanie pełnego wykresu Wöhlera do danych doświadczalnych w zakresie naprężeń na poziomie granicy zmęczeniowej oraz aproksymację do zakresu quasi-statycznego i niskocyklowego dla naprężeń największych. Zobrazowano wpływ poszczególnych parametrów na przebieg i możliwości dopasowania ww. równania do danych doświadczalnych. Słowa kluczowe: krzywa Wöhlera, opis teoretyczny, MNK, równanie Morrowa 1. Wstęp Klasyczne równanie Morrowa stosowane do opisu trwałości wysokocyklowej, o ogólnej postaci [1 4]: ' a f 2N f b (1) nie zapewnia dobrego opisu krzywej zmęczeniowej, jaką jest pełny wykres Wöhlera. Poszczególne parametry tego równania to: a amplituda naprężenia; f współczynnik wytrzymałości zmęczeniowej, wyznaczany z ekstrapolacji krzywej do pierwszego półcyklu (2N f = 1), praktycznie równy naprężeniu przy statycznym rozciąganiu; b wykładnik wytrzymałości zmęczeniowej, dla metali mieści się w przedziale (-0,05; -0,15), malejąc zazwyczaj ze spadkiem wytrzymałości materiału;

94 Sylwester KŁYSZ, Janusz LISIECKI, Tomasz BĄKOWSKI 2N f liczba nawrotów obciążenia (półcykli). Pełny wykres Wöhlera zawiera obszary wytrzymałości quasi-statycznej (do ok. 10 3 10 4 cykli), niskocyklowej (do 10 5 cykli) i wysokocyklowej (10 5 10 8 cykli) rys. 1. Rys. 1. Pełny wykres Wöhlera Granice między tymi obszarami nie są ściśle określone. Pierwsze dwa obszary łączy się zazwyczaj w jeden (niskocyklowej wytrzymałości zmęczeniowej) i jest on głównie opisywany różnymi zależnościami amplitudy odkształcenia i liczby cykli. Obszar trzeci jest utożsamiany z ograniczoną wytrzymałością zmęczeniową. Opis danych doświadczalnych z badań trwałości wysokocyklowej w oparciu o wzór (1) obejmuje przede wszystkim zakres ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej (rys. 2). Dopasowanie w zakresie największych i najmniejszych (na poziomie granicy zmęczeniowej) naprężeń jest praktycznie żadne, co ogranicza możliwości wykorzystania tego opisu w szerszych analizach teoretycznych, w tym np. do zastosowań w szacowaniu trwałości elementów konstrukcji z wykorzystaniem baz danych MES i innych. Rys. 2. Opis danych doświadczalnych w oparciu o równanie (1)

Modyfikacja równania do opisu krzywych Wöhlera 95 2. Modyfikacja opisu krzywej Wöhlera W celu poprawienia elastyczności i zakresu opisu teoretycznego wyników badań wysokocyklicznego zmęczenia proponuje się wykorzystanie wzoru o postaci: 1 A D 2Nf C E a Be (2) Współczynniki A, B, C, D, E tego równania wyznaczane są w oparciu o metodę najmniejszych kwadratów, wykorzystując fakt, że ogólna postać równania to: Ax a Be (3) i po logarytmowaniu przekształca się do równania linii prostej: ln( B) Ax ln a (4) co znakomicie ułatwia wyznaczanie współczynników tego równania. Opis danych doświadczalnych w oparciu o równanie (2) przedstawia rys. 3. Wpływ poszczególnych współczynników na przebieg krzywych opisujących wyniki danych doświadczalnych przedstawia rys. 4. Rys. 3. Opis danych doświadczalnych w oparciu o równanie (2)

96 Sylwester KŁYSZ, Janusz LISIECKI, Tomasz BĄKOWSKI Rys. 4. Wpływ parametrów A, B, C, D, E równania (2) na przebieg opisu strzałka wskazuje kolejność krzywych dla rosnących wartości danego parametru Współczynnik B odpowiada za wartość granicy zmęczeniowej materiału ( B dla x 0, tj. dla 2N f ), czyli kształtuje prawą część wykresu. Współczynnik A jako współczynnik kierunkowy w równaniu (4) odpowiada za tempo dążenia do tej granicy. Współczynniki C, D, E odpowiadają za dopasowanie lewej i środkowej części wykresu (punkt przecięcia z osią y, kąt nachylenia krzywej, przesunięcie wykresu wzdłuż osi x). Równanie (2) zapewnia dobry opis danych

Modyfikacja równania do opisu krzywych Wöhlera 97 doświadczalnych nisko- i wysokocyklicznego zmęczenia ( i, 2N f,i ) w pełnym zakresie zmienności. 3. Podsumowanie Opis krzywej Wöhlera przy pomocy równania Morrowa (1) jest skuteczny jedynie w środkowej części tej krzywej. W pracy zaproponowano inne równanie dla poprawy wyników aproksymacji w szerszym zakresie. Dla opisu pełnej krzywej Wöhlera zaproponowano równanie (2), co poprawiło elastyczność tego opisu. Współczynniki równania (2) wyznaczane są przy pomocy metody najmniejszych kwadratów, co zapewnia dobre dopasowanie do danych eksperymentalnych. Literatura 1. Collins J.A.: Failure of materiale In mechanical design. The Ohio State University, 1981. 2. Fuchs H.O., Stephens R.I.: Metal fatigue in engineering. A Willey-Interscience Publication, New York 1980. 3. Kocańda S.: Zmęczeniowe pękanie metali. WNT, Warszawa 1985. 4. Kocańda S., Szala J.: Podstawy obliczeń zmęczeniowych. PWN, Warszawa 1985.

98 Sylwester KŁYSZ, Janusz LISIECKI, Tomasz BĄKOWSKI