Fatigue – Spectral VS Deterministic (Quasi-static) VS Deterministic(Dynamic)


Fatigue – Spectral VS Deterministic (Quasi-static) VS Deterministic(Dynamic)

K.Kurojjanawong

31-May-2016

เคยโพสไปแล้วครั้งหนึ่ง น่าจะสัก ปีที่แล้ว วันนี้มีน้องมาถาม เนื่องจากเจอคนสะกิดไปหน่อย เลยเป๋ วันนี้เลยเอากลับมาให้ดูใหม่

ตามรูป เป็นการเปรียบเทียบผลของ fatigue analysis จาก 3 วิธี ดังต่อไปนี้

  1. Spectral fatigue with full dynamic analysis (ซ้าย)
  2. Deterministic fatigue with quasi-static and SDOF DAF (กลาง)
  3. Deterministic fatigue with full dynamic analysis (ขวา)

วิธีที่ 1 เป็นวิธีที่ทุก 3rd party และโค๊ดยอมรับที่สุดโดยเฉพาะถ้า natural period มากกว่า 3 วินาที

Deterministic fatigue เค้ายอมให้ทำได้ถ้า ไม่ dynamic sensitive มาก เช่น natural period น้อยกว่า 3 วินาที เนื่องจาก มัน dynamic insensitive บางครั้งเค้าก็จะใช้วิธี quasi-static คือ หา DAF (อาจจะจาก SDOF หรืออะไรก็ได้) ซึ่งเป็นตัวคูณผลของ dynamic คูณเข้าไปที่ stress range เลย ซึ่งก็จะเป็นแบบรูป กลาง

แต่ถ้าให้ถูกจริงๆ ก็ควรจะรัน full dynamic เพื่อจาก dynamic stress range ออกมาแบบรูปขวา

สังเกตุดูว่า วิธีที่ 2 ผลออกมาไปทางเดียวกันกับวืธีที่ 1 เลย ส่วนวิธีที่ 3 ให้ผลดีเว่อร์

เนื่องจาก คลื่นในทะเลมันเป็น random vibration การใช้ random wave theory อย่าง spectral method ย่อมให้ผลที่น่าเชื่อถือกว่า แต่ ข้อจำกัดของ spectral คือมันมาจาก linear assumption งั้นถ้าพฤติกรรมมันไม่เป็น linear ผลมันก็อาจจะเพี้ยนจากความเป็นจริงไปได้ โดยเฉพาะ แถวๆ ใกล้ water surface ที่มันมีผลของ nonlinearity ของ water surface เข้ามาด้วย หลายๆ ครั้งอาจจะเจอ comment บอกให้ทำ deterministic สำหรับ element ใกล้ๆ water surface อันนี้ผมก็เจอบ่อย คือใต้น้ำให้ทำ spectral เหนือน้ำให้ทำ deterministic

จะเห็นได้จากรูปข้างล่าง ระหว่างซ้ายกับ ขวา ที่มาจาก element ใกล้ water surface จะพบว่า บาง element วิธี deterministic กลับให้ fatigue life ที่ต่ำกว่า

อย่างไร ก็ดีมันขึ้นกับ wave spectrum ที่ใช้ในการทำ spectral analysis ด้วย ถ้าเลือกดีเกินไปผลมันก็ดีเว่อร์ เลือกแย่มากๆ ผลมันก็ดิ่งเหว งั้นก็ต้องเลือกให้มันสมเหตุสมผลด้วย

แต่ที่น่าสังเกตุคือ ผลจาก วิธีที่ 2 (deterministic+SDOF DAF) กับ วิธีที่ 3 (deterministic+dynamic DAF) จะพบว่า การทำ full dynamic มันให้ผลที่ดีกว่าการใช้ SDOF DAF จาก global mode เยอะ น่าจะเนื่องจาก หลายๆครั้ง inertia force มันไม่ได้ไปทางเดียวกับ global load เสมอไป บางครั้งมันเข้ามาสวนทาง ทำให้ global load ลดลงด้วย หรือ DAF ต่ำกว่า 1 นั่นล่ะ การให้ SDOF DAF เลย ให้ผลแย่กว่าเสมอ

แต่ที่น่าสังเกตุคือ วิธีที่ 2 (deterministic+SDOF DAF) กลับให้ผลที่ ไปในทิศทางเดียวกับ วิธีที่ 1 (Spectral analysis) อันนี้ผมก็หาเหตุผลไม่ได้เหมือนกันนนะ

13308490_10206472057616310_2892580351198351975_o.jpg

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s