Analýza postupu zjištění potenciálně nebezpečných míst svarových spojů tenkostěnných kovových konstrukcí při posouzení životnosti
Loading...
Date
Authors
Doležel, Daniel
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Hodnocení únavy svarů u tenkostěnných kovových konstrukcích je klíčové pro zajištění integrity navrhovaných konstrukcí. Navzdory zavedeným kritériím a S-N křivkám může být analýza životnosti svařovaných spojů u geometricky komplexních součástí značně komplikovaná. Hlavní překážkou je identifikace kritických míst z hlediska únavy pro detailní výpočet, což může být časově náročné i při využití metody konečných prvků (MKP). Tato práce podrobně zkoumá hodnocení únavy svarů, zahrnuje vhled do relevantní literatury, komerčních řešení a praktický kontext norem železničního průmyslu a směrnice FKM. Významným přínosem práce je vývoj automatizovaných FEMAP API programů pro MKP software Siemens FEMAP, které usnadňují proces analýzy. Tyto programy šetří čas a úsilí tím, že umožňují zjednodušenou analýzu založenou na konceptu lokálního nominálního napětí (local nominal stress) v souladu se směrnicí FKM. Metodika, podpořená vyvinutými programy, je v této práci popsána a prakticky demonstrována. Praktické přínosy této práce spočívají v poskytnutí alternativy ke komerčním softwarům, za účelem zvýšení efektivity analýzy životnosti svarů v kontextu konstukčních návrhů.
The fatigue assessment of welds in thin-walled metal structures is vital for ensuring structural integrity in proposed designs. Despite established criteria and S-N curves, fatigue analysis of welded joints for geometrically complex structures presents inherent challenges. The primary obstacle lies in identifying the fatigue-critical locations for detailed assessment, a task that can be highly time-consuming, even with finite element modeling (FEM). This thesis thoroughly examines weld fatigue assessment, encompassing a review of the relevant literature, commercial solutions, and the practical context of railway industry standards and the FKM Guideline. A significant contribution is the development of automated FEMAP API programs for Siemens FEMAP software, aimed at streamlining the analysis process. These programs reduce time and effort by employing a simplified analysis approach based on local nominal stress assessment, in accordance with the FKM Guideline. The methodology, supported by the developed programs, is described and demonstrated in this thesis. The practical implications of this work extend to providing an efficient alternative to commercial software, ultimately enhancing the efficiency of weld fatigue analysis in structural engineering applications.
The fatigue assessment of welds in thin-walled metal structures is vital for ensuring structural integrity in proposed designs. Despite established criteria and S-N curves, fatigue analysis of welded joints for geometrically complex structures presents inherent challenges. The primary obstacle lies in identifying the fatigue-critical locations for detailed assessment, a task that can be highly time-consuming, even with finite element modeling (FEM). This thesis thoroughly examines weld fatigue assessment, encompassing a review of the relevant literature, commercial solutions, and the practical context of railway industry standards and the FKM Guideline. A significant contribution is the development of automated FEMAP API programs for Siemens FEMAP software, aimed at streamlining the analysis process. These programs reduce time and effort by employing a simplified analysis approach based on local nominal stress assessment, in accordance with the FKM Guideline. The methodology, supported by the developed programs, is described and demonstrated in this thesis. The practical implications of this work extend to providing an efficient alternative to commercial software, ultimately enhancing the efficiency of weld fatigue analysis in structural engineering applications.
Description
Keywords
svary, svarové spoje, únava svarů, identifikace kritického místa, tenkostěnné konstrukce, životnost, směrnice FKM, lokální nominální napětí, MKP, FEMAP, FEMAP API, automatizace, welds, weld joints, weld fatigue, critical location identification, thin-walled structures, life assessment, FKM Guideline, local nominal stress, FEM, FEMAP, FEMAP API, automation
Citation
DOLEŽEL, D. Analýza postupu zjištění potenciálně nebezpečných míst svarových spojů tenkostěnných kovových konstrukcí při posouzení životnosti [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Inženýrská mechanika
Comittee
prof. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. (člen)
prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen)
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jaroslav Zapoměl, DrSc. (člen)
prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D. (člen)
Ing. László Iván, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-11
Defence
Při obhajobě student nejprve prezentoval svoji diplomovou práci, následně byly přečteny posudky a student odpovídal na dotazy oponenta. Poté členové komise položili následující dotazy k diplomové práci:
Jak jste zjistil zbytková napětí?
Jaký typ únavového zatěžování jste uvažoval? Jak toto zatížení souvisí s reálným zatížením?
Jak váš program pracuje s přerušovanými svary?
Byla síť ve svarech zjemněná?
Jaká napětí jste počítal?
Komise na neveřejném zasedání obhajobu zhodnotila známkou A (výborně).
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení