Mekaniska svängningar och utmattning

Mål

Många haverier i mekaniska konstruktioner kan härledas till utmattningsbrott. Utmattning inträffar då strukturer belastas med en varierande last under en längre eller kortare tid. Brotten kan ofta ha föregåtts av resonanssvängningar i konstruktionen. Svängningarna ger alltså upphov till den cykliska belastning som kan leda fram till ett utmattningsbrott. Därför är kännedom om svängningar i mekaniska system, speciellt resonanssvängningar, en förutsättning för förståelse av utmattningsproblematiken. Kursen Mekaniska Svängningar och Utmattning ska ge studenten förståelse och kunskap om dessa fenomen. Efter genomgången kurs ska studenten

• förstå det fysiska beteendet hos svängande mekaniska system;
• ha kännedom om de teoretiska kunskaper som används vid analys av praktiska svängningsproblem;
• kunna demonstrera olika parametrars inverkan på svängningarnas beteende;
• ha kännedom om utmattningsfenomen hos mekaniska strukturer;
• kunna beskriva de grundläggande teoretiska samband som används vid utmattningsberäkningar.
• Använda vetenskapliga artiklar som referensmaterial

Innehåll

Svängningsavsnittet: Grundläggande samband som beskriver beteendet hos svängande system. Härleda och lösa rörelseekvationer för svängande system. Inverkan av massa, styvhet och dämpning på svängningsrörelsen. Uppkomst av resonans och dess konsekvenser. Svängningsbeteende hos diskreta och kontinuerliga system. Svängningsrörelser hos strukturer. Utmattningsavsnittet: Grundläggande samband för utmattningsbelastade system. Skillnad mellan hög- och fåcykelutmattning. Wöhler- och Haigh-diagram. Medelspänningens inverkan vid utmattningsdimensionering. Säkerhetsfaktorernas betydelse vid dimensionering mot utmattning. Delskadeteorier, Palmgren-Miners hypotes. Hantering av lastspektra. Ramberg-Osgoods materialmodell. Utmattningsmodeller enligt Manson-Coffin. Inverkan av spänningskoncentration. Brottmekanik.