Utmattningsdimensionering; Skademodeller, cykelräkning och statistiska metoder

Författare

Per Lidström

Summary, in Swedish

Den fysikaliska processen vid högcykelutmattning är numera teoretiskt ganska väl beskriven för enkla och väldefinierade materialtillstånd. Betydande praktiska svårigheter uppstår dock vid tillämpning-arna. Detta har inte bara att göra med att de fysikaliska egenskaperna hos utmattningsprocessen för komplicerade materialtillstånd ej är tillräckligt kända, utan beror också på att sådana faktorer som geometrisk komplexitet, tillgång på relevant lastunderlag, tillgång på material- och provningsdata ger vissa praktiska begränsningar för utmattningsanalysen. De metoder som används vid praktisk utmattningsdimensionering blir därför med nödvändighet elementära och approximativa till sin karaktär och de är ofta direkt kopplade till den erfarenhetsbas av beräkning och provning som hör till konstruktionen eller produkten i fråga.

I denna rapport redovisas en ingenjörsmässigt användbar metod för analys av utmattnings-processen och för beräkning av livslängder och felutfall hos mekaniska konstruktioner. Den baseras på det kontinuumsmekaniska spänningstillståndet kompletterat med någon typ av skademodell som beskriver hur skadans tillväxt beror av spänningstillstånd, skadetillstånd och eventuellt andra tillståndsvariabler. Med utgångspunkt från enkla skademodeller behandlas i rapporten såväl deterministiska som statistiska egenskaper. En någorlunda fullständig genomgång av olika cykel-räkningsmetoder och deras inbördes relationer är ett huvudtema i framställningen. Diskussionen utmynnar i den så kallade ’Last-styrke-modellen’ som fått en användning inom Volvo Construction Equipment vid dimensionering av anläggningsmaskiner. Med hjälp av Last-styrke-modellen kan, bland annat, frågan om optimalt felutfall besvaras.

Avdelning/ar