Faglig innhold

Videregående behandling av høy- og lavsyklus utmatting. Mikromekanismer ved initiering og vekst av utmattingssprekker. Virkninger av korrosjon, fretting og temperatur. Materialeffekter, middelspenningseffekter. Overflatens betydning, produksjonstekniske forhold, overflatemodifisering mht økning av utmattingsstyrke. Tøyningsstyrt utmatting, virkninger av syklisk plastisitet, kjerveffekter. Bruddmekanikk/utmatting; modellering av sprekkvekst, små sprekker, terskelomådet. Spredning i forsøksdata, probabilistisk dimensjonering. Dimensjoneringskriterier ved flerakset spenningstilstand. Variabel amplitude belastning, lineær og ikkelineær delskadeteori. Implementering av teori i dimensjoneringsstandarder.

Læringsutbytte

Emnet har til hensikt å gi dypere innsikt i utmattingsanalyse av mekaniske komponenter og sveiste konstruksjoner. Innledningsvis gis det en oversikt over årsakene til utmattingsbrudd og brudd, og i tradisjonelle metoder for dimensjonering basert på nominelle spenninger for både mekaniske komponenter og sveiste deler. Med utgangspunkt i spenningsberegninger utført med elementmetoden (FEA) gjennomgås nyere metoder basert på lokale spenninger/tøyninger, med spesiell vekt på metoder tilpasset sveiste konstruksjoner, eksempelvis forskjellige variasjoner av hot-spot metoden, kjervspenningsmetoder og bruddmekanikk. KT8202 Utmattingsanalyse har følgende læringsmål: Kunnskaper: Kandidaten skal ha kunnskap om: - Årsaker til utmattingsbrudd og sprøbrudd i stål, aluminium, titan og komposittmaterialer - Tradisjonelle metoder for levetidsberegning og dimensjonering mot sprø og duktile brudd i sveiste konstruksjoner så vel som i mekanisk utstyr - FEA baserte metoder for dimensjonering mot brudd og utmatting Ferdigheter: Kandidaten kan: - Etablere beregningsmodeller basert på FEA programvare som Ansys og Abaqus for dimensjonering mot utmatting og brudd i gitte komponenter og konstruksjoner - Sette opp og utføre eksperimenter for verifisering av utmattingsegenskaper i komponenter og konstruksjoner - Forstå, og bruke aktuelle standarder som Eurocode 3 og Eurocode 9, og retningslinjer som DNV RP C-203 Fatigue design of offshore structures samt tilsvarende fra IIW – International Institute of Welding Generell kompetanse: Kandidaten kan: - Vurdere behov for utmattingsanalyse som grunnlag for dimensjonering av konstruksjoner og velge en effektiv metode - Vurdere og anvende den nyeste forskningen innen utmattingsanalyse

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og gruppearbeid. Litteraturstudium over oppgitt tema med skriftlig rapport. Undervisningen blir gitt på engelsk dersom studenter som ikke behersker norsk tar emnet. Hvis undervisningen gis på engelsk gis eksamensoppgavene kun på engelsk. Studentens besvarelse kan være på norsk eller engelsk. For å få bestått i emnet kreves det en score på minimum 70 prosent (70 av 100 poeng).

Anbefalte forkunnskaper

Tilsvarende TMM4195 Dimensjonering mot utmatting.

Forkunnskapskrav

Passende bakgrunn for emnet er TMM4140 Materialteknikk 2, TMM4160 Bruddmekanikk, TMM4195 Dimensjonering mot utmatting, TMR4200 Utmatting og brudd i marine konstruksjoner eller tilsvarende.

Kursmateriell

N E Dowling. Mechanical behavior of materials: engineering methods for deformation, fracture, and fatigue og P. Haagensen kompendium.

Studiepoengreduksjon