Modelowanie pęknięć w elementach konstrukcji na potrzeby numerycznych obliczeń trwałości zmęczeniowej

W artykule przedstawiono metodykę modelowania pęknięć w elementach konstrukcji mającą na celu numeryczne wyznaczanie współczynnika intensywności naprężeń. Potrzeba opracowania numerycznego sposobu wyznaczania współczynnika intensywności naprężeń wynika z faktu, iż daje ona możliwość wyznaczania jego wartości dla dowolnej geometrii elementu, długości pęknięcia oraz sposobu obciążenia. W celu zilustrowania opracowanej metodyki przedstawiono przykład obliczeniowy trwałości zmęczeniowej próbki wykonanej z lotniczego stopu aluminium 2024-T3 obciążonej widmem stałoamplitudowym. Opracowano model MES analizowanej próbki, wyznaczono wartość współczynnika intensywności naprężeń dla kilku wartości długości pęknięcia, a następnie korzystając z zależności Parisa na prędkość pękania zmęczeniowego, wyznaczono trwałość badanego elementu.

Presented paper includes methodology of crack modelling for numerical estimation of stress intensity factor. Furthermore, Author built MES model of specific element and carried out numerical estimation of stress intensity factor for several crack lengths. After that, author used Paris formula for estimation fatigue life of the element made from aeronautical aluminium alloy sheet 2024-T3. The main advantage of the methodology is fact that can be used for complicated shapes of structure elements and any manner of structure loading.