Анализ критической плоскости

Анализ критической плоскости относится к анализу напряжений или деформаций , которые испытывает конкретная плоскость материала, а также к определению того, какая плоскость может подвергнуться наиболее серьезным повреждениям . Анализ критической плоскости широко используется в технике для учета влияния циклических многоосных нагрузок на усталостную долговечность материалов и конструкций. ^[1]^[2]^[3]^[4] Когда конструкция находится под циклическим многоосным нагружением, необходимо использовать критерии многоосной усталости, учитывающие многоосное нагружение. Если циклическая многоосная нагрузка непропорциональна, необходимо использовать соответствующие критерии многоосной усталости. Многоосные критерии, основанные на методе критической плоскости, являются наиболее эффективными критериями. ^[5]

В случае плоского напряжения ориентация плоскости может быть задана углом в плоскости, а напряжения и деформации, действующие в этой плоскости, могут быть рассчитаны с помощью круга Мора . В общем трехмерном случае ориентация может быть задана через единичный вектор нормали к плоскости, а соответствующие напряжения-деформации могут быть рассчитаны с помощью закона преобразования тензорных координат .

Главным преимуществом анализа критической плоскости по сравнению с более ранними подходами, такими как правило Сайнса или корреляция с максимальным главным напряжением или плотностью энергии деформации , является способность учитывать повреждения на конкретных материальных плоскостях. Это означает, что случаи, связанные с множественными входами противофазной нагрузки или закрытием трещины, могут обрабатываться с высокой точностью. Кроме того, анализ критической плоскости обеспечивает гибкость адаптации к широкому спектру материалов. Модели критической плоскости для обоих металлов ^[6] и полимеры ^[7] широко используются.

История

Современные процедуры анализа критической плоскости восходят к исследованию, опубликованному в 1973 году, в котором М.В. Браун и К.Дж. Миллер заметили, что усталостная долговечность в многоосных условиях определяется опытом плоскости, получающей наибольшее повреждение, и что как растягивающие, так и сдвиговые нагрузки на критические плоскости самолет надо учитывать. ^[8]^[9]

Ссылки

^ Фатеми, А.; Социе, DF (1988). «Подход критической плоскости к многоосным усталостным повреждениям, включая нефазовую нагрузку». Усталость и разрушение инженерных материалов и конструкций . 11 (3): 149–165. дои : 10.1111/j.1460-2695.1988.tb01169.x .
^ Парк, Дж.; Нельсон, Д. (2000). «Оценка энергетического подхода и подхода критической плоскости для прогнозирования многоосной усталостной долговечности с постоянной амплитудой». Международный журнал усталости . 22 (1): 23–39. дои : 10.1016/S0142-1123(99)00111-5 .
^ Сусмель, Л. (2010). «Простой и эффективный численный алгоритм для определения ориентации критической плоскости в задачах многоосной усталости». Международный журнал усталости . 32 (11): 1875–1883. doi : 10.1016/j.ijfatigue.2010.05.004 .
^ Дрейпер, Джон. Современный анализ усталости металлов. ЭМАС, 2008.
^ Socie, DF; Маркиз, Великобритания (2000). Многоосная усталость. Под ред. SAE International, США.
^ Глинка Г.; Шен, Г.; Пламтри, А. (1995). «Параметр плотности энергии многоосной усталостной деформации, связанный с критической плоскостью разрушения». Усталость и разрушение инженерных материалов и конструкций . 18 (1): 37–46. дои : 10.1111/j.1460-2695.1995.tb00140.x .
^ Барбаш, Кевин П.; Марс, Уильям В. (2016). «Критический плоский анализ долговечности резиновой втулки при дорожных нагрузках». Технический документ SAE . Серия технических документов SAE. 2016-01-0393. дои : 10.4271/2016-01-0393 .
^ Франсуа, Доминик (2006). «Некролог» . Усталость и разрушение инженерных материалов и конструкций . 29 (8). ФФМС: 655–657. дои : 10.1111/j.1460-2695.2006.01058.x .
^ Браун, Миссури; Миллер, К.Дж. (1973). «Теория усталостного разрушения в условиях многоосного напряжения и деформации». Труды Института инженеров-механиков . 187 (1): 745–755. дои : 10.1243/PIME_PROC_1973_187_161_02 .

Внешние ссылки

[1] Фатеми, А.; Социе, DF (1988). «Подход критической плоскости к многоосным усталостным повреждениям, включая нефазовую нагрузку». Усталость и разрушение инженерных материалов и конструкций . 11 (3): 149–165. дои : 10.1111/j.1460-2695.1988.tb01169.x .

[2] Парк, Дж.; Нельсон, Д. (2000). «Оценка энергетического подхода и подхода критической плоскости для прогнозирования многоосной усталостной долговечности с постоянной амплитудой». Международный журнал усталости . 22 (1): 23–39. дои : 10.1016/S0142-1123(99)00111-5 .

[3] Сусмель, Л. (2010). «Простой и эффективный численный алгоритм для определения ориентации критической плоскости в задачах многоосной усталости». Международный журнал усталости . 32 (11): 1875–1883. doi : 10.1016/j.ijfatigue.2010.05.004 .

[4] Дрейпер, Джон. Современный анализ усталости металлов. ЭМАС, 2008.

[5] Socie, DF; Маркиз, Великобритания (2000). Многоосная усталость. Под ред. SAE International, США.

[6] Глинка Г.; Шен, Г.; Пламтри, А. (1995). «Параметр плотности энергии многоосной усталостной деформации, связанный с критической плоскостью разрушения». Усталость и разрушение инженерных материалов и конструкций . 18 (1): 37–46. дои : 10.1111/j.1460-2695.1995.tb00140.x .

[7] Барбаш, Кевин П.; Марс, Уильям В. (2016). «Критический плоский анализ долговечности резиновой втулки при дорожных нагрузках». Технический документ SAE . Серия технических документов SAE. 2016-01-0393. дои : 10.4271/2016-01-0393 .

[8] Франсуа, Доминик (2006). «Некролог» . Усталость и разрушение инженерных материалов и конструкций . 29 (8). ФФМС: 655–657. дои : 10.1111/j.1460-2695.2006.01058.x .

[9] Браун, Миссури; Миллер, К.Дж. (1973). «Теория усталостного разрушения в условиях многоосного напряжения и деформации». Труды Института инженеров-механиков . 187 (1): 745–755. дои : 10.1243/PIME_PROC_1973_187_161_02 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]