Možnosti vyhodnocení šíření trhlin v programu Ansys

Abstract

Dosažení mezního stavu stabilního šíření trhliny je z hlediska strojních součástí velice nebezpečné a následky mohou být katastrofální, je tedy důležité, aby byly součásti vůči tomuto meznímu stavu dimenzovány. Práce je zaměřena na možné přístupy vyhodnocování šíření trhlin v programu Ansys Workbech, je možné je rozdělit dle způsobů přístupu k vyhodnocování, může se jednat o přístupy založené na „růstu trhliny“ nebo přístupy založené na principu „napěťovém“ či „deformačním“. V případě přístupu „růstu trhliny“ se jedná o proces simulace růstu trhlin. Druhý typ přístupů se zaměřuje na vyhodnocení počtu cyklů do porušení. FEMFAT patří k přístupům, které se zaměřují na vyhodnocení počtu cyklů do porušení. Pro tento software jsou vytvořeny a vyhodnoceny simulační modely s různými podmínkami zatěžování. Prvním vyhodnocovaným modelem je prostá deska, která je srovnávána s analytickým řešením, druhým vyhodnocovaným modelem je ložiskový domek a třetím modelem je lichoběžníkové rameno zavěšení. Na základě zkušeností získaných při vyhodnocení vzorových případů je provedeno vyhodnocení únavové životnosti na konzole traktoru, která slouží k uchycení baterie, při přejezdu nerovnosti.

Reaching the limit state of stable crack growth is very dangerous for mechanical parts and can lead to catastrophic consequences. Therefore, it is important to design parts to resist this limit state. This work focuses on possible approaches for evaluating crack growth in Ansys Workbench. These approaches can be divided based on their evaluation methods – they can be based on "crack growth" or on "stress" or "strain" principles. The "crack growth" approach simulates the process of crack propagation. The other type of approach focuses on estimating the number of cycles to failure. FEMFAT is one of the tools that focuses on evaluating the number of cycles to failure. Simulation models with different loading conditions are created and analyzed using this software. The first model is a simple plate, which is compared with an analytical solution. The second model in a bearing housing, and the third is a trapezoidal suspension arm. Based on the experience gained from evaluating the example cases, a fatigue life assessment is carried out on a tractor bracket used to hold the battery, during the tractor’s ride over uneven terrain.