Laboratory for Dynamics of Machines and Structures 
Pregled spektralnih metod za večosno vibracijsko utrujanje – z odprtokodno podporo
 J. Šonc and J. Slavič
Applied Nonlinear Dynamics and Vibrations, Vol. 1, Issue 1, p. 3, 2026

download pdf   https://www.sciltp.com/journals/andv/articles/2606004129

Več raziskav na temo: vibration fatigue,
Povzetek
Pri vibracijskem utrujanju lahko dinamično vzbujanje, kot je vzbujanje s pospeškom podlage ali s silo, povzroči večosni napetostni odziv. V frekvenčni domeni je ta napetostni odziv opisan z matriko križnih močnostnih spektralnih gostot (cross-PSD), ki vsebuje spektralno vsebino posameznih napetostnih komponent in fazna razmerja med njimi. Za oceno dobe trajanja pri stacionarnem vzbujanju se večosna napetostna cross-PSD reducira na ekvivalentno enoosno napetostno PSD, ki je združljiva z uveljavljenimi spektralnimi modeli poškodb. Za to redukcijo je bilo predlaganih več kriterijev, ki se razlikujejo po predpostavkah o faznih razmerjih, po zahtevanih materialnih parametrih in po računski zahtevnosti. Ta članek podaja pregled z implementacijo desetih večosnih kriterijev: treh različic kritične ravnine (največja normalna, največja strižna ter kombinirana normalno-strižna napetost), ekvivalentne von Misesove napetosti in njene prilagoditve za izvenfazne napetostne komponente, frekvenčne reformulacije po Carpinteriju in Spagnoliju, večosnega rainflow štetja v frekvenčni domeni, kriterija na osnovi termoelastičnosti, hidrostatično–deviatorične kombinacije po Niesłonyju ter ekvivalentne Lemaitrove napetosti z večosno S–N interpolacijo. Vseh deset metod je implementiranih v odprtokodnem paketu Python FLife (različica 2.2.0), ki razširja enoosni spektralni okvir na večosne vhodne podatke. Prej so bile te implementacije razpršene po ločenih izvornih člankih; tu si delijo enoten vhodni format in enoten postopek, tako da je mogoče poljubno podmnožico kriterijev primerjati na istem naboru podatkov brez ponovne implementacije. Primerjalni pregled izpostavi kompromise med enostavnostjo, občutljivostjo na neproporcionalno obremenitev, zahtevami po materialnih parametrih in računsko zahtevnostjo ter tako podpira izbiro metode v praksi večosnega vibracijskega utrujanja. Kriteriji so uporabljeni tudi na skupnem naboru podatkov, kjer se ekvivalentna napetost med desetimi kriteriji razlikuje za faktor do približno 1,7.
Odprtokodna implementacija: FLife (različica 2.2.0).
Authors

Raziskovalec

Jaša Šonc, doktorski študent

  Ladisk, Fakulteta za strojništvo, Univerza v Ljubljani
  jasa.sonc@fs.uni-lj.si
  +386 1 4771 230
jasasonc    

Profesor

Janko Slavič, dr.

  Ladisk, Fakulteta za strojništvo, Univerza v Ljubljani
  janko.slavic@fs.uni-lj.si
  +386 1 4771 226
GScholar     jankoslavic     jankoslavic     CV