Validering av postprosessor for utmattingsvurdering av enkle komponent- og sprekkgeometrier

Abstract

Denne masteroppgaven er en videreføring av prosjektoppgaven «Validering av postprosessor for utmattingsvurdering» utført høsten 2013. Postprosessoren som vurderes, LINKpfat, er et program som utfører levetidsanalyser utviklet på NTNU. I prosjektoppgaven ble det gjort undersøkelser for geometrifaktoren i komponenter med små sprekker. Masteroppgaven har tatt for seg sprekker med stor størrelse i forhold til komponentgeometrien, samt levetidsanalyser.Arbeidet har vært å vurdere én av fire moduler i LINKpfat, «single defect». Denne modulen antar at komponenten som undersøkes er en jevntykk plate, og gjør beregninger basert på vektfunksjoner for denne enkle geometrien. Det har derfor vært interessant å se om denne antakelsen er gyldig for flere geometrier.Geometriene som ble undersøkt var en jevntykk plate utsatt for strekklast, jevntykk plate utsatt for bøyelast, plate med kjerv, plate med hull og sylinder. For alle geometriene ble det undersøkt et antall sprekkstørrelser for beregning av F, og gjort en sprekkvekstanalyse for sprekkdybde per antall lastsykluser. En undersøkelse av hvordan a/c-forholdet utvikler seg når sprekken vokser ble også gjort for jevntykk plate utsatt for ren strekkspenning og ren bøyespenning.Resultatene fra LINKpfat ble sammenlignet med beregningsmetoder fra litteraturen. Undersøkelsene for F viste at LINKpfat håndterte sprekker med a/c = 1 best, og at mange av tilfellene ga høyere avvik jo større sprekken ble. En jevntykk plate i strekk hadde best overensstemmelse med litteraturen, mens platen med hull ga mest sprikende resultater. I levetidsanalysene ble det oppdaget at sprekkveksthastigheten var lav for den første delen av levetiden. Det var derfor avgjørende for levetiden hvor god overensstemmelse LINKpfat hadde for F ved initial sprekkstørrelse.