hrvatski

Termoelastična analiza naprezanja u ortotropnim dijelovima mehaničkih konstrukcija

Termoelastična analiza naprezanja (TAN) jedna je od metoda eksperimentalne mehanike. Koristi se za kvalitativno i kvantitativno određivanje stanja naprezanja na površini ciklički opterećenih tijela koja mogu biti modeli ili realne konstrukcije u svom radnom okolišu. Zasniva se na mjerenju inteziteta infracrvenog zračenja koje emitira elastično tijelo optereceno cikličkim opterećenjem. Uz pravilno odabrane parametre opterećenja, unutar tijela dolazi do izentropske promjene stanja i prelaza mehaničke energije u toplinsku. Kao posljedica dolazi do malih promjena temperature koje se na površini tijela mogu mjeriti posebno osjetljivim termografskim kamerama do reda veličine 10-3 K, te kasnije dovesti u vezu sa stanjem naprezanja. Termografski mjerni sustav sastoji se od detektora infracrvenog zračenja koji bilježi promjene inteziteta s površine emitiranog zračenja, od lock-in analizatora koji od iz detektora dobivenog signala i referentnog signala izlučuje aktualni termoelastični odgovor, te računala koji služi za vođenje eksperimenta, obradu i prikaz rezultata. U ovom radu, dvama različitim pristupima izvodu, dva je puta dobivena glavna jednadžba termoelastične analize naprezanja za izotropne materijale uz komentar o pravilnoj interpretaciji dobivenih izraza. Pojašnjeno je da je izlazni signal iz termografskog mjernog sustava proporcionalan prvoj invarijanti naprezanja na površini analiziranog tijela samo u slučaju kad je modelu narinuto čisto cikličko opterećenje (srednje naprezanje jednako je nuli), te se prvi izvod može primjeniti samo u tom slučaju, a zbog u izvodu uvedenih pretpostavki. U slučaju da se cikličko opterećenje sastoji od sinusne promjene amplitude oko nekog srednjeg naprezanja izlazni signal proporcionalan je promjeni prve invarijante naprezanja i glavna jednadžba termoelastične analize naprezanja dobivena u drugom izvodu može se primjeniti u oba slučaja opterećenja. Dan je pregled materijala primjenljivih u termoelastičnoj analizi naprezanja te njihova usporedba s obzirom na termoelastični efekt, odnosno termoelastičnu konstantu K i veličina koje u nju ulaze a opisuju toplinska i mehanička svojstva materijala. Glavna jednadžba termoelastične analize naprezanja izvedena je i za ortotropne materijale, a iz koje se vidi da je izlazni signal proporcionalan zbroju, odnosno zbroju promjene, ovisno o karakteru opterećenja, normalnih naprezanja u smjerovima glavnih pravaca ortotropije.

termoelastična analiza naprezanja; eksperimentalna mehanika; ortotropni materijali

nije evidentirano