W artykule opisano rodzaje i klasy łączników do połączeń sprężanych, a także metody ich badań, dokręcania i kontroli zgodnie z normą PN-EN 1090-2:2018.
EN
The article describes the types and classes of bolts for preloaded connections as well as the methods for their testing, tightening and inspection in accordance with the PN-EN 1090-2:2018 standard.
W pracy analizowano nośność nietypowego rozciąganego połączenia z nakładką umieszczoną niesymetrycznie i przyspawaną do łączonych płaskowników jednostronną spoiną pachwinową w kształcie litery L o grubości 3 mm. Siła rozciągająca jest przyłożona w osi płaskowników. W tym niesymetrycznym połączeniu pojawia się podwójny mimośród przekazywania obciążeń. Celem analizy jest sprawdzenie, czy standardowe normowe modele szacowania nośności w przypadku takich połączeń są właściwe i bezpieczne. W artykule porównano wyniki analiz według Eurokodu 3, programu SOFiSTiK, IDEA StatiCa oraz badań doświadczalnych. Procedury obliczeniowe Eurokodu 3 okazały się konserwatywne. Oszacowanie nośności połączenia najbliższe wynikom badań doświadczalnych uzyskano w programie SOFiSTiK.
EN
The paper analyses the load capacity of an atypical tensile connection with an overlay placed asymmetrically and welded to the connected flat bars with a 3 mm thick one-sided L-shaped fillet weld. Tensile force is applied to the axis of the flat bars. In this asymmetrical connection, a double eccentricity of load transfer appears. The purpose of the analysis is to check whether standard norm models to estimate the load capacity of these connections are appropriate and safe. The article compares the results of the analysis according to Eurocode 3, the SOFiSTiK program, IDEA StatiCa program, and the experimental tests. Eurocode 3 calculation procedures proved to be conservative. The estimation of the load carrying capacity of the joint closest to the results of experimental studies was obtained in the SOFiSTiK program.
Rozważono połączenie zakładkowe blach z mimośrodowym przyłożeniem obciążenia. Wykorzystując oprogramowanie MES, zbudowano model i określono gęstość energii odkształcenia. W celu wykrycia charakterystycznych punktów mutacji stanu naprężenia połączenia na krzywej parametr-obciążenie zastosowano kryterium M-K. Określone punkty dotyczą poszczególnych stanów zachowania się połączenia, m.in. punkt wyczerpania jego nośności. Zastosowanie kryterium umożliwia szacowanie nośności połączeń spawanych.
EN
The article presents the application of the Mann-Kendall criterion to estimate the resistance of welded lap connections. The overlapping connection of the plates with the connection eccentricity was considered. Numerical analysis software, was used to build a model and the strain energy density was determined. The M-K criterion can detect the characteristic state-of-stress mutation points of the connection in the parameter-load curve. Certain points define individual states of the connection behavior, among others failure load point. The application of the criterion enables a new method of estimating the resistance of welded connections.
W roku 2020 opublikowano polską wersję normy PN-EN 1090-2:2018, która zastąpiła wersję z roku 2012. Wprowadzono zmiany w klasach wykonywania konstrukcji stalowych i w zagadnieniach technologicznych oraz w wymaganiach spawalniczych i w badaniach NDT połączeń spawanych. Przedstawiono te zmiany i omówiono podstawy ich wprowadzenia.
EN
A new Polish version of the standard PN-EN 1090-2:2018 was published in 2020. The new standard version has introduced changes in execution classes for steel structures and in technological issues as well as in welding and NDT requirements for welded joints. The changes have been indicated and the basis for their introduction are presented.
Trwałość zmęczeniowa elementów stalowych jest zazwyczaj wyznaczana z wykorzystaniem klasycznej metody naprężeń nominalnych. Przedstawiono jedną ze współczesnych metod oceny zmęczenia, bazującą na lokalnym stanie naprężenia uwzględniającym wpływ ich spiętrzenia. W tej metodzie stan naprężenia jest wyznaczany metodą elementów skończonych. W wielu przypadkach czyni to tę metodę bardziej wszechstronną.
EN
The fatigue life of steel elements is usually predicted by classical nominal stress method. The paper presents one of modern fatigue life approaches based on local state of stress, including stress raising effects. In this method the stress results are obtained from global analysis made by finite element. In many cases approach based on local method offers advantage of wider versatility.
Przedstawiono różne, najczęściej stosowane sposoby zwiększenia wytrzymałości zmęczeniowej połączeń spawanych. Zaproponowano wprowadzenie systemu ich klasyfikacji.
EN
Presented different, the most commonly used ways to improve the fatigue strength of welded joints. They proposed to introduce a classification system.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono badania doświadczalne oraz analizę zachowania się prętów z pojedynczych kątowników równoramiennych 50 x 50 x 5, rozciąganych osiowo, połączonych z blachami węzłowymi za pomocą połączeń spawanych na tzw. widelec. W takim połączeniu ujawnia się wpływ mimośrodowego przekazania siły osiowej z pręta przez spoiny na blachę węzłową, co powoduje dodatkowe wytężenie zarówno spoiny, jak i pręta. Podczas badań doświadczalnych wykonywano pomiary tensometryczne odkształceń wybranych punktów na ramionach kątownika i w blasze węzłowej. Wykonano również symulacje numeryczne metodą elementów skończonych z wykorzystaniem programu ABAQUS. Na podstawie badań doświadczalnych i analizy komputerowej stwierdzono, że wartość mimośrodu w tego typu połączeniach zmienia się w czasie narastania obciążeń. Początkowo, gdy pręty zachowują się sprężyście, wartość mimośrodu jest równa połowie mimośrodu konstrukcyjnego. Po uplastycznieniu blach węzłowych i ich wygięciu wpływ mimośrodu na wytężenie pręta i połączenia zanika.
EN
Experimental tests and numerical analysis of behavior of single equal angle 50 x 50 x 5 member, axially tensioned, connected with gusset plate by welded fork-like connection has been presented. In such connection the effect of eccentric transmission of axial force from member through welds to gusset plate is revealed, causing additional stresses in the welds and member. During experimental tests strain gauges were used to measure strain of selected points at angle and gusset plate. Numerical analysis based on finite element method using ABAQUS was also conducted. On the basis of research and computer analysis it was found, that value of eccentric in this type of connection changes as the loads increase. Initially, when the member behave elastically, the value of eccentric is equal to half of the structural eccentricity. After plasticizing of gusset plate the influence of the eccentric on the member and connection vanished.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W systemach ciągłego monitoringu połączeń spawanych konstrukcji cienkościennych, najbardziej obiecującą jest metoda wibrodiagostyczna. Najważniejszą jej zaletą jest to, że jest efektywna i stwarza największe możliwości badań w czasie rzeczywistym. W pracy zastosowano metodę pomiarów charakterystyk dynamicznych konstrukcji przy pomocy czujników piezoelektrycznych. W artykule przedstawiono założenia oceny połączeń spawanych z wykorzystaniem analizy logarytmicznego rozkładu wartości średniej widm amplitudowych obliczanych metodą okien czasowych. Wykorzystana miara statystyczna w postaci wartości średniej jest propozycją parametru, którego analiza dla danego połączenia spawanego może pozwolić na jednoznaczną ocenę jego jakości. Zwrócono uwagę na istotne dla badania elementy, przedstawiono algorytm obliczeniowy oraz przykładowe wyniki z aplikacji proponowanej metody do kilku wybranych płyt spawanych z różnymi rodzajami wad. Z przeprowadzonych badań wynika, że analiza rozkładów wartości średnich dla widm amplitudowych obliczonych metodą okien czasowych wskazuje, że różnią się one między sobą w zależności od spawów, wskazując na ich jakość i wady, które są z nimi związane.
EN
In continuous monitoring systems of welded joints of thin-walled structures, a vibrodiagnostic method is the most promising. Its most important advantage is that it is effective and offers the greatest real-time research capabilities. It is used in elassic NDT techniques as well as in construction monitoring during operation. This work presents a measurement method of dynamic characteristics of the structure with the use of piezoelectric sensors. The article presents the assumptions concerning the evaluation of welded joints using the analysis of the logarithmic distribution of the amplitude spectrums calculated by the time window method. The statistical measure used in the form of the mean value is a proposed parameter, which analysis for a given welded joint may enable an unambiguous assessment of its quality. Attention was paid to the elements important for the study and they included a calculation algorithm and the sample results from the proposed method used for some selected plates with different welds. The work contains the description of the stand to register dynamic characteristics in case of welded joints. The results of the tests show that the analysis of the logarithmic distribution value for amplitude spectrums calculated by the time window method indicates that they differ markedly depending on the welds, indicating their quality and defects which are associated with them.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analizę nośności spawanego połączenia rurowego typu K za pomocą metody elementów skończonych. Określono jego nośność zgodnie z procedurą opisaną w Eurokodzie 3. Opracowano model numeryczny węzła, w którym zastosowano elementy przestrzenne oraz nieliniowy model materiału. Analiza MES przeprowadzona dla węzłów niewzmocnionych lub wzmocnionych blachą poziomą i pionową pokazała pozytywny wpływ wzmocnienia na stany deformacyjno-naprężeniowe węzła. Wspawanie dodatkowej blachy pionowej ogranicza przemieszczenia wszystkich elementów, lecz nie ma wpływu na redukcję stref przekroczenia granicy plastyczności.
EN
In the article is presented finite element method analysis of strength of steel welded K-joints made of RHS sections. According to rules described in Eurocode 3 the resistances of connections were calculated. Numerical elastic-plastic 3D finite element models were performed in order to establish the Huber-von Mises stresses maps and deformations in elements of connections. FEM analysis for reinforced joint and joint without flange reinforcing plate have shown that using flange reinforcing plate had positive influence on resistance and lead to decreasing in stresses and deformations in joint elements. In joint with plate between brace members there were observed decreasing in total deformations of elements, but stresses in elements were on the same level.
W połączeniach kształtowników zamkniętych o przekrojach prostokątnych spoiny szerokobruzdowe są stosowane w wypadku łączenia prętów skratowania i pasów o tych samych szerokościach przekrojów. Na podstawie zaleceń dotyczących określania grubości spoin szerokobruzdowych przedstawionych w normie PN-EN 1993-1-8 zaproponowano wzory do obliczenia ich nośności.
EN
In rectangular hollow section joints, groove welds are placed in cases when the braces and the chord are the same width. In the paper on the basis of the comparison of thicknesses of such elements calculated according to EN 1993-1-8 the formulas to assess the resistance of groove welds were proposed.
Badania dotyczyły połączeń kątowników nierównoramiennych z blachami węzłowymi jednym ramieniem. W badaniach wykorzystano kamery do pomiaru przemieszczeń i tensometry do pomiaru odkształceń wybranych punktów. Wykonano analizę numeryczną metodą elementów skończonych w programie Autodesk Simulation Mechanical. Porównano uzyskane nośności kątownika z obliczonymi według PN-EN 1993-1-1, normy USA oraz normy kanadyjskiej. Stwierdzono, że projektowanie prętów z kątowników nierównoramiennych z zastosowaniem połączenia przylgowego według normy PN-EN 1993-1-1 jest bezpieczne.
EN
The paper presents experimental tests of welded connection of unequal angles connected with gusset plate. A camera to measure displacements and strain gauges to measure stain of selected points have been used. An analysis based on finite element method in Autodesk Simulation Mechanical was also conducted. Resistance of angle was compared based on different design standards: EC-3, American Standard and Canadian Standard. Design of this type of members by standard PN-EN 1993-1-1 is safe.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Praca dotyczy problematyki spawania laserowego stali typu CPW 800 z mikrododatkami Ti i Nb. Próby spawania laserowego blach walcowanych termomechanicznie prowadzono techniką głębokiego przetopienia z wykorzystaniem lasera na ciele stałym. Przeprowadzono próby przy różnej energii liniowej procesu, a następnie wykonano badania metalograficzne makroskopowe i mikroskopowe oraz oceniono twardość materiału rodzimego, strefy wpływu ciepła i spoiny. Określono wpływ energii liniowej spawania na szerokość spoiny. Twardość spoiny wynosi około 400 HV1 niezależnie od energii liniowej spawania, a dominującym składnikiem strukturalnym złącza jest martenzyt niskowęglowy. Przedstawiono wyniki badania wytrzymałości na rozciąganie połączeń spawanych.
EN
This study discusses issues related to laser welding of the CPW 800 steel with Ti and Nb microadditions. The tests of laser welding of thermomechanically rolled sheet sampies were carried out using keyhole welding and a solid-state laser. The test s performed for the various values of linear energy were folIowed by macro- and microscopic metallographic investigations as well as by the hardness measurements of base metal, heat-affected zone and fusion weld. The effect of welding linear energy on a weld width has been determined. The weld hardness is approximately 400 HV1 independent on the welding linear energy applied. Low-carbon martensite is a dominant microstructural constituent of the joint. Results of tensile strength test of welded joint were presented.
W artykule przedstawiono sposób prowadzenia oraz wyniki badań – ultradźwiękowych i właściwości mechanicznych – blach zgrzewanych punktowo. Weryfikacji poddano połączenia blach stalowych o grubości 2,0 mm. Ocenę nieniszczącą zrealizowano za pomocą podłużnej fali ultradźwiękowej o częstotliwości 20 MHz oraz defektoskopu z możliwością zapisu uzyskanego sygnału z obszaru połączenia. Szacowaną na podstawie badań ultradźwiękowych jakość połączeń zweryfikowano podczas prób rozrywania. Otrzymane wyniki dla określonego połączenia blach z badań zarówno niszczących, jak i nieniszczących pozwoliły na oszacowanie procentowej skuteczności metody ultradźwiękowej oraz określenie jej przydatności do badań zgrzein punktowych blach.
EN
In the article are presented method and results of ultrasonic and mechanical research of spot-welded plates. Verification was conducted on steel plates with thickness of 2,0 mm. The non-destructive evaluation was carried out using ultrasonic longitudinal waves with a frequency of 20 MHz and a flaw detector with the ability to record the signal from connection area. Estimated on the basis of ultrasonic testing, joints quality was verified during the destructive test. The results obtained for combination of test plates of destructive and non-destructive testing allowed to estimate the rate and efficiency of the ultrasonic method to determine its suitability for testing of spot welds.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Welded connections are very popular and applicable joints methods of materials. Welding technology and methods intensely developed in recent times and now its base technology is used in different industrial branches. Pressure vessels, boilers, working machines parts, plane bodies, ship hulls and other structures are made of metal, parts connected together by welding. Many welded connections work under complex stress and strain state also thermally loaded. Engineers apply typical, formulas during the design process of welded connections, some designers attempt also to use Finite Element Method in the modelling and design process of welded connections. It’s well known, welded connections zones enclose a place where materials have different properties than properties of parent materials of connected parts. In this area can cracks initiate and propagate. This paper presents tension test results of welded parts of aluminium alloy sighed as AL 5084. Authors investigated strain energy density and volume energy density dependence in the tension test process of welded specimens. Energy as an universal measure can be applied to investigate complex strength and exploitation problems. Presented results can be used as an introduction for more complicated problems of welded connections where strain energy is a base for mechanical modelling of welded connections.
Omówiono wyniki badań połączeń zgrzewanych tkaniny szklanej pokrytej PTFE, wykonanych z wykorzystaniem jednoosiowej maszyny wytrzymałościowej w kierunkach wątku i osnowy, z uwzględnieniem różnych szerokości spoin. Przedstawiono otrzymane wyniki. Określono optymalną długość spoiny badanej tkaniny technicznej.
EN
The results of testing welded joints of PTFE coated glass fabric. The tests were performed in a uniaxial tension load machine in the weft and warp direction for different widths of seams. The results are shown in graphs and the effects of the destruction by photos. The optimum length of connections for the investigated type of technical fabric has been established.
Dokonano oszacowania nośności spoin w węzłach podatnych, określenia efektywnych długości spoin, sposobu ich rozmieszczenia w zależności od sztywności płytowej ścianek rur oraz wyznaczenia składowych naprężeń działających na poszczególne odcinki spoin. Zaproponowano sposób sprawdzenia nośności spoin pachwinowych w węźle K lub N ukształtowanym z nachodzeniem prętów o przekroju zamkniętym oraz pasach z dwuteowników.
EN
Estimation of resistance of welded semi-rigid joints is a complex issue because it requires determining of effective lengths of welds, their placement on the member walls with their different rigidity and distribution of components of the loads acting on each section of welds in various joint areas. The objective of this paper is to present the most up-to-date information to designers, teachers and researchers according design of welds for certain K and N joints with partially overlapped RHS brace members and I or H-section chord.
Przedstawiono wyniki laboratoryjnych badań: określenia gatunku i spawalności stali, pomiarów twardości, makroskopowych i mikroskopowych połączenia spawanego. Przedstawiono również wnioski badań magnetyczno-proszkowych połączeń spawanych starych i nowych elementów na obiekcie.
EN
The paper describes process and results of laboratory tests: determining steel grade and steel weldability, hardness measurements, macroscopic and microscopic analysis of welded joints. It also presents results and conclusions of magnetic particle inspepection (MPI) of welded joints of old and new items executed on the job site.
Steel frame wind bracing systems are usually made of hot rolled profiles connected to frame elements directly or through a gusset plate. The behaviour of angle bracing members is generally complex since controlled by tension or compression, bending and torsion. The common practice is to transform the problem of complex behaviour into the buckling strength of a truss member. This paper deals with an analytical formulation of the force-deformation characteristic of a single angle brace subjected to compression. A strut model takes into consideration the effect of brace end connections and softening effect of its force-deformation characteristic. Two different boundary conditions, typical for engineering practice, are dealt with. Experimental program of testing the behaviour of angle brace in portal sub-frame specimens is described. Results of experimental investigations are presented. They are used for the validation of developed model. Conclusions are formulated with reference to the application of validated brace model in the analysis of braced steel frameworks.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.