Članek predstavlja numerično metodo, s katero je mogoče izračunati sproščeno energijo pri poljubnem, časovno neodvisnem, enoosnem termo-mehanskem utrujanju (TMU). Metoda temelji na napetostno kontroliranem reološkem modelu s Prandtlovim operatorjem, s sprotnim preračunavanjem sproščene energije. Osredotoča se na neizotermne napetostno-deformacijske razmere na segmentu vzmet-drsnik in povezuje gibanje drsnika z nepovračljivim sproščanjem energije. Prava količina sproščene energije se določa sproti (»online«), brez da bi potrebno čakati na zaključek cikla. Metoda z operatorjem zagotavlja monotono naraščajočo časovno zgodovino sproščene energije, kar je v skladu z zakoni termodinamike. Prav tako je pokazano, da metoda z operatorjem da enako količino sproščene energije zaključenega izotermnega cikla kot tradicionalna integracijska metoda.
COBISS.SI-ID: 12269595
V prispevku je prikazano kako oblika odvalnega valja vpliva na karakteristiko (sila-pomik) in dobo trajanja zračne vzmeti. Obravnavani sta dve obliki odvalnega valja za kateri je narejena primerjava karakteristike in dobe trajanja zračne vzmeti. Metoda za napovedovanje dobe trajanja zračnih vzmeti je v prispevku nadgrajena z upoštevanjem vpliva srednjega nivoja obremenitve in nato skupaj z analizo s končnimi elementi uporabljena za napoved dobe trajanja zračne vzmeti. Določena sta tudi predvideni čas in globalna lokacija poškodbe na mehu zračne vzmeti. Dobljene napovedi izkazujejo dobro ujemanje z rezultati opravljenih meritev, s čimer je potrjena ustreznost uporabljene metode za napovedovanje dobe trajanja zračnih vzmeti. Tako eksperimentalni kot napovedani rezultati kažejo, da najdaljšo dobo trajanja zračne vzmeti lahko pričakujemo v kolikor je uporabljen odvalni valj posebne oblike. Ta trditev drži le v primeru, da je zračna vzmet vgrajena na idealno vgradno višino, saj študija kaže, da sprememba vgradne višine močno vpliva na dobo trajanja v primeru uporabe odvalnega valja posebne oblike. Razlog za to je pojav višje amplitude napetosti v mehu zračne vzmeti med obratovanjem. Amplitudo napetosti in poškodbo meha lahko bistveno zmanjšamo, če se izognemo ostrim prehodom pri oblikovanju odvalnega valja, ki povzročajo dodatno upogibanje meha v nasprotno smer od upogiba meha v gubi.
COBISS.SI-ID: 15773211
V članku je prikazano, kako model krivulje zdržljivosti materiala vpliva na izračunano zanesljivost nosilne strukture, ki je obremenjena z dinamično obremenitvijo. Raziskan je primer izmenične dinamične obremenitve s konstantno amplitudo obremenjevanja. Zanesljivost za posamezne primere je bila izračunan kot presek dveh verjetnostnih prostorov: naključne porazdelitve obremenitvenih amplitud in naključne porazdelitve krivulje zdržljivosti. Gostota porazdelitve verjetnosti (GPV) obremenitvenih amplitud je bila opisana z uniformno ali Gaussovo funkcijo. Raztros krivulje zdržljivosti je bil opisan s pogojno dvo-parametrično Weibullovo GPV. Njeni parametri so bili ocenjeni na dva načina: (i) z dvo-faznim postopkom in (ii) z direktnim postopkom. Pri dvo-faznem postopku je bila najprej ocenjena pogojna Weibullova GPV števila ciklov do porušitve za dani obremenitveni nivo, ki je bila nato pretvorjena v pogojno Weibullovo GPV obremenitvenih amplitud za dano število obremenitvenih ciklov do porušitve. Pri direktnem postopku je bila pogojna Weibullova GPV obremenitvenih amplitud za dano število obremenitvenih ciklov do porušitve ocenjena direktno na osnovi preskusov dinamične trdnosti. Oba postopka sta bila validirana na primerih 12 množic sintetičnih in eksperimentalno določenih podatkov o dinamični trdnosti materialov. Rezultati so bili nato uporabljeni za izračun zanesljivosti izbranega konstrukcijskega nosilca.
COBISS.SI-ID: 14035739
Zvonovi so med zvonenjem obremenjeni z ekstremnimi dinamičnimi obremenitvami, kar se kaže v različnih vrstah poškod zaradi obrabe materiala, utrujanja, razlik v materialu, različnih oblik zvona in kemblja, itd. V okviru projekta PROBELL (Vzdrževanje in zaščita zvonov), ki ga je financirala EU, smo izvedli eksperimentalno preiskavo in simulacije s končnimi elementi za proučevanje kontakta med zvonom in kembljem. Najprej smo izdelali poenostavljen model, s katerim bi v laboratorijskih pogojih ocenili posledice ponavljajočega udarca med sferičnim jeklenim telesom in bronasto ploščo. Ko so se rezultati simulacij ujemali z rezutati meritev poenostavljenega modela, smo izdelali celotni model za simuliranje ponavljajočega se udarca kemblja v zvon. Simulacije smo izvedli za različne vrednosti parametrov, ki vplivajo na konstrukcijske lastnosti zvona in kemblja: material kemblja, teža kemblja, relativna hitrost in kot udarca kemblja, oblika kemblja, natančnost vodenja kemblja, debelina zvona in koeficient trenja med zvonom in kembljem. Predstavljena je primerjava, ujemanje rezultatov simulacij in meritev ter povezava napetostno-deformacijskega stanja z poškodbo zvona na mestu kontakta.
COBISS.SI-ID: 12166171
V delu smo analizirali komercialni krožni žagni list za razrez lesa. Izmerili smo mu bočno togost ter z modalno analizo določili lastne frekvence. List smo modelirali z metodo končnih elementov, kjer smo upoštevali vpliv notranjih napetosti zaradi valjanja lista. Ugotovili smo, da je bil list valjan s silo 7800 N, določili pa smo jo na podlagi meritve profila valjanja. Z analizo smo ugotovili, da je pri omenjeni sili njegova bočna togost maksimalna, kjer je bila izračunana vrednost 81 N/mm, izmerjena pa 60 N/mm. Izračunane lastne frekvence se zelo dobro ujemajo z izmerjenimi, saj se pri pomembnejših nihajnih načinih razlikujejo samo za 7 %. Žagnemu listu smo izračunali tudi maksimalno vrtilno hitrost, tako da smo upoštevali 85 % kritične hitrosti. Ker je bil analiziran žagni list vpet z razmerjem vpetja samo 0.25 znaša maksimalna vrtilna hitrost 6630 vrt/min. Ugotovili smo je, da bi se z višjo silo valjanja povečala tudi kritična hitrost, vendar pa bi se bočna togost na periferiji lista močno zmanjšala.
COBISS.SI-ID: 2783625
V tem prispevku je predstavljen pristop napovedovanja poškodbe s poškodbenimi operatorji pri naključnem neizotermnem obremenjevanju. Pristop smo uporabili za napoved poškodbe termomehansko obremenjenega izpušnega lonca. Materialne lastnosti osnovnega materiala in zvarov smo obravnavali ločeno. Rezultate toplotnih in trdnostnih analiz izpušnega lonca z uporabo MKE smo upoštevali v programu LMS Virtual.Lab in ločeno napovedali poškodbi zaradi utrujanja in lezenja. Preskusne izpušne lonce smo nato obremenili pod enakimi pogoji kot pri simulaciji in obremenjevanje ponavljali do odpovedi ali 2 milijonov ciklov. Rezultati simulacij in preskusov so primerljivi.
COBISS.SI-ID: 13429275
Predstavljeni sta eksperimentalna in numerična analiza tlačnega preskusa, izvedenega na vzorcih prejete in toplotno obdelane bukovine (Fagus sylvatica L.). V običajnem podnebju so bili vzorci dimenzije 20 x 20 x 20 mm izpostavljeni statičnim tlačnim obremenitvam vzporedno in prečno glede na strukturo. Nato je bil preskus modeliran na osnovi metode končnih elementov. Potrjeno je bil, da se je po toplotni obdelavi gostota lesa zmanjšala, togost v obeh testiranih smereh pa se je povečala. Po toplotni obdelavi se je trdota bukovine povečala v smeri vzporedno glede na strukturo in zmanjšala v prečni smeri glede na strukturo. Na osnovi primerjave eksperimentalnih in numeričnih rezultatov je mogoče uporabiti hiperelastični konstitutitvni model za smiselno modeliranje sile in pomika – podatki so bili pridobljeni na osnovi vzorcev tlačnega preskusa.
COBISS.SI-ID: 2468745
V članku je prikazan alternativni pristop k določevanju S-N krivulj in njihovih raztrosov, ki temelji na diferencialnem mravljinčno-stigmergijskem algoritmu. S-N krivulja je modelirana s potenčno funkcijo, raztros pa s pogojno dvo-parametrično Weibullovo gostoto porazdelitve verjetnosti. Parametri Weibullove gostote porazdelitve verjetnosti so odvisni od vrednosti napetosti (S), za katero se ocenjuje raztros obremenitvenih ciklov (N) do porušitve. Analizirana je robustnost uporabljenega algoritma za ocenjevanje S-N krivulj in njihovih raztrosov in ocenjeno je minimalno potrebno število podatkov za doseganje primerne zanesljivosti ocenjenih parametrov S-N krivulj.
COBISS.SI-ID: 12242203
V članku je prikazan pristop k določevanju E-N krivulj in njihovih raztrosov. Na poljubnem nivoju specifičnih deformacij je raztros števila obremenitvenih ciklov do porušitve modelirana z dvoparametrično Weibullovo gostoto porazdelitve verjetnosti, ki ima konstantni parameter oblike in spremenljiv parameter velikosti, ki je povezan s specifično deformacijo preko Coffin-Mansonove enačbe. Za opis E-N krivulje in njenega raztrosa moramo tako oceniti pet parametrov: štiri parametre iz Coffin-Mansonove enačbe in parameter oblike Weibullove gostote porazdelitve verjetnosti. Te parametre smo ocenili na osnovi znanih eksperimentalno določenih podatkov o zdržljivosti materiala tako, da smo dobili tako trend E-N krivulje, kakor tudi njen raztros. Zato smo uporabili dva evolucijska algoritma: realni genetski algoritem (GA) ter diferencialni mravljinčni stigmergijski algoritem (DASA). V članku je predstavljeno teoretično ozadje, ta pristop pa je bil apliciran na 27 množicah simuliranih podatkov o dinamični zdržljivosti in na eni realni množici podatkov o dinamični zdržljivosti. Prikazani rezultati so tudi ustrezno komentirani.
COBISS.SI-ID: 13042971
Predstavljena je metoda, ki omogoča napovedovanje dobe trajanja zaradi lezenja na podlagi majhnega vzorca eksperimentalnih rezultatov, dobljenih pri kratkih testih. Za določanje optimalne vrednosti koeficientov je uporabljena metoda »smoothed bootstrapping« v kombinaciji z najbolj pogosto uporabljanimi časovno-temperaturnimi parametri. Za deset kovinskih gradiv je napovedovanje dobe trajanja zaradi lezenja ocenjeno na vseh razpoložljivih eksperimentalnih podatkih in na delnih podatkovnih nizih. Napovedi v primeru delnih podatkovnih nizov so vedno konzervativne, interval zaupanja napovedane dobe trajanja zaradi lezenja pa se z naraščajočim številom razpoložljivih eksperimentalnih rezultatov oži. Za ovrednotena gradiva smo pokazali, da je s predstavljeno metodo mogoče doseči uporabne napovedi dobe trajanja zaradi lezenja.
COBISS.SI-ID: 13803803