Naslov
Eksperimentalno i numeričko modeliranje vlačne motke energetskog transformatora
(Experimental and numerical modelling of the tensile rod of power transformer)

Autori
Marčina, Antonija

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagrebu

Datum
24.01

Godina
2020

Stranica
100

Mentor
Tomičević, Zvonimir

Neposredni voditelj
Čakmak, Damjan

Ključne riječi
Hardox 450, korelacija digitalne slike, inverzna identifikacija, izotropno očvršćenje, kinematičko očvršćenje, FEMU metoda
(Hardox 450, digital image correlation, inverse identification, isotropic hardening, kinematic hardening, FEMU)

Sažetak
Kako bi se pouzdano opisao odziv inženjerskih konstrukcija uslijed radnih opterećenja, potrebno je poznavati ponašanje materijala. Kod klasičnih inženjerskih materijala izuzetno je bitno imati uvid u elastoplastično ponašanje koje je moguće opisati različitim materijalnim modelima. Elastoplastično ponašanje materijala određuje se primjenom mehaničkih ispitivanja s različitim režimima opterećenja kod kojih se identificira odziv materijala (tj. mjerenje pomaka i narinute sile). Metode mjerenja pomaka mogu se općenito podijeliti na kontaktne i beskontaktne metode. Prednost beskontaktnih metoda je u mogućnosti mjerenja polja pomaka na cijelom mjernom području. Metoda korelacije digitalne slike (eng. Digital Image Correlation - DIC) je optička, beskontaktna metoda mjerenja cijelog polja pomaka i deformacija u promatranoj zoni interesa. U ovom radu korišten je globalni pristup DIC metode, kod koje se mjerno područje diskretizira mrežom konačnih elemenata. Rezultati dobiveni navedenim pristupom (tj. izmjerena polja pomaka u čvorovima mreže konačnih elemenata) omogućuju jednostavno povezivanje s numeričkim simulacijama. Primjenom inverznih metoda moguće je identificirati parametre materijala konstitutivnih zakona iz zabilježenih digitalnih slika (tj. izmjerenih polja pomaka). Inverzne probleme moguće je riješiti primjenom direktnih ili iterativnih metoda. Budući da su elastoplastični materijalni zakoni kompleksni, najčešće se rješavaju iterativnim metodama. Iz tog razloga se u ovom radu koristila iterativna metoda ažuriranja modela konačnih elemenata (eng. Finite Element Model Updating - FEMU). FEMU metodom iterativno se minimiziraju dva funkcionala koji se odnose na mjerene veličine tijekom eksperimentalnog ispitivanja. Prva funkcija cilja koju je potrebno zadovoljiti odnosi se na razliku između izmjerenih i izračunatih polja pomaka. Polja pomaka izmjerena su globalnom DIC metodom, a izračunata polja pomaka dobivena su numeričkim simulacijama. Drugi funkcional koji je potrebno minimizirati odnosi se na razliku izmjerenih sila senzorom sile i sume reaktivnih sila iz numeričkih modela. FEMU algoritmom moguće je pouzdanije odrediti ponašanje materijala budući da se u obzir uzimaju izmjereni lokalizacijski efekti na površini ispitnog uzorka. U ovom radu provedena su jednoosna monotona i ciklička ispitivanja na ispitnim uzorcima izrađenim iz materijala Hardox 450. Tijekom ispitivanja kamerom su zabilježene digitalne slike na temelju kojih se globalnom DIC metodom izmjerilo polje pomaka. Osim toga, u ovom radu razvijena je FEMU identifikacijska rutina. Pomoću navedenog algoritma određeni su elastoplastični parametri. Budući da su provedena monotona i ciklička ispitivanja identificirano je izotropno, kinematsko i mješovito očvršćenje. Optimirani parametri materijala dodijeljeni su materijalnom modelu vlačne motke transformatora koja se numerički simulirala u radnim uvjetima u svrhu daljnje optimizacije.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA