vermoeidheidsanalyses

Vermoeidheidsanalyses zijn berekeningen en beoordelingen van de levensduur van onderdelen onder cyclische belastingen, met als doel de initiatie en groei van scheuren te voorspellen en de betrouwbaarheid van een ontwerp te beoordelen. Ze helpen bij het bepalen van resterende levensduur, onderhoudsintervallen en veilige operationele limieten.

Veelgebruikte benaderingen zijn deterministische methoden op basis van S-N-curves of strain-life data, en de toepassing van de Miner-regel voor cumulatieve schade. Voor het verwerken van willekeurige belastinginhoud worden technieken zoals rainflow-counting toegepast om het belastingverhaal te reduceren tot cyclische tellingen. Bij de behandeling van mean-stress-effecten worden correcties zoals Goodman of Gerber toegepast en multiaxiale effecten soms veralgemeend.

Data en proces: vereisten omvatten materiaalkenmerken (S-N- of strain-life data), oppervlakteafwerking, temperatuur, grootte- en corrosie-effecten en belastingsgegevens (statistiek of spectrum). Het proces omvat meestal een mechanisch model (veelal met eindige-elementen), het bepalen van spanningen en vervormingen, het berekenen van schade per cyclus en het optellen via Miner’s regel om de totale schade te verkrijgen. Kritieke locaties worden geïdentificeerd en de resterende levensduur of inspectie-indelingen bepaald.

Toepassingen en beperkingen: veel toegepast in sectoren zoals luchtvaart, automotive, machinebouw en civiele infrastructuur. Beperkingen zijn onder meer onzekerheden in materiaaldata, invloed van omgevingsfactoren, verouderingsprocessen, crack-propagatie en modelaannames; validatie met experimentele data is gebruikelijk.

Uitkomsten: kwantitatieve schade, resterende levensduur, aanbevolen inspectie-intervallen en ontwerpaanpassingen of coating- en materiaalkeuzes om de vermoeidheid te verbeteren.

---