Framtagning av krypmodell för termomekanisk FE-analys av grenrör

Sammanfattning: Grenrören i en motor utsätts för stora termiska och mekaniska belastningar, vilka gör att grenrören ofta spricker. Idag kan inte sprickbildningen fullständigt uttydas ur beräkningarna, syftet med arbetet är därför att se om dessa kan förbättras genom att använda en mer avancerad krypmodell än den som används idag. Ett förslag till krypmodell har tagits genom att studera ett antal i litteraturen funna modeller. De som valts ut är modeller enligt Norton, Bailey-Norton, Marin-Pao, Picket och Findley. Parametrarna i de olika modellerna har bestämts genom kurvanpassning av enaxliga prov på de aktuella grenrörsmaterialen. Resultaten visar att modellerna enligt Marin-Pao, Picket och Findley alla kan beskriva mätkurvorna nästan exakt. Problem uppstår dock med att man får parametrar som beror av både spänning och temperatur. Av dessa tre modeller anses Marin-Pao vara den bästa, då det är den av de tre som har minst antal parametrar. Utvärderingen ger vidare att Norton är den modell som är enklast, och beaktat över alla prover, den vars resultat bäst ansluter sig till mätdata. Valet görs att gå vidare med både Marin-Paos och Nortons modell. De två aktuella modellerna har lagts in som subrutiner till FE-programmet ABAQUS. Tester av modellerna görs först på ett litet kubiskt element och sedan på hela grenröret. Jämförelser görs mellan Norton, Marin-Pao och den modell som används idag – ”Two-layer viscoplasticity model”. Såväl Marin-Paos modell som Nortons beskriver verkligheten bättre än den idag använda modellen och av de båda är Nortons modell den som mest tillfredställande speglar verkligheten. Det är dessutom den modell som är mest stabil och beräkningsmässigt effektivast. Som en rekommendation inför fortsatt arbete föreslås därför användning av Nortons modell, samt ett utökat antal krypprover.