Wyznaczanie trwałości zmęczeniowej złączy spawanych według naprężeń nominalnych

• Autorzy: Łagoda T.

Warianty tytułu

EN

Fatigue life estimation of welded joints acording to nominal stresses

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metody wyznaczania trwałości zmęczeniowych złączy spawanych, ze szczególnym uwzględnieniem typowych złączy. Przedstawiono możliwe sposoby wyznaczania naprężeń obliczeniowych w złączach spawanych od naprężeń nominalnych według różnych propozycji, poprzez naprężenia strukturalne w tym typu „hot spot", aż po zastosowanie liniowej mechaniki pękania. Na tym tle przedstawiono zalecenia Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa dotyczące wyznaczania trwałości zmęczeniowych stalowych i aluminiowych złączy spawanych w warunkach jednoosiowego rozciągania i ściskania elementów płaskich.

EN

The paper presents methods for fatigue life assessment of welded joints with special regard to typical joints. Possible methods for determination of calculated stresses in welded joints, ranging from nominal stresses according to various proposals through structural stresses, including hot-spot type to the use of linear fracture mechanics have been shown. On this background, recommendations of the International Welding Institute for fatigue life estimation of steal and aluminum welded joints under uniaxial tension-compression of flat elements have been discussed.

Słowa kluczowe

PL

trwałość zmęczeniowa; złącza spawane; naprężenia

EN

fatigue life; welded joints; tension

• Wydawca: Wydawnictwo HMR-TRANS Sp. z o.o.
• Czasopismo: Spajanie Materiałów Konstrukcyjnych
• Rocznik: 2009
• Tom: Nr 2 (4)
• Strony: 10--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 48 poz., fot., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Łagoda T.

• Politechnika Opolska

Bibliografia

• [1] Dietrich M. (red.): Podstawy konstrukcji Maszyn, tom 2, WNT, Warszawa 1995, s. 656.
• [2] Osiński Z., Bajon W., Szucki T.: Podstawy Konstrukcji Maszyn, PWN, Warszawa 1975, s. 471.
• [3] Gurney T. R.: Zmęczenie konstrukcji spawanych, WNT, Warszawa 1973, s. 355.
• [4] Jakubczak H.: Niepewność danych w prognozowaniu trwałości zmęczeniowej konstrukcji nośnych maszyn, Prace naukowe. Mechanika, z. 194, Politechnika Warszawska, Warszawa 2002, s. 127.
• [5] Porębska M., Skorupa A.: Połączenia spójnościowe, PWN, Warszawa 1997, s. 217.
• [6] Badaj D., Sonsino C. M.: Fatigue Assessment of Welded Joints by Local Approaches, Abington Publishing, Cambridge 1998.
• [7] Rosochowicz K.: Badania eksperymentalne procesów zmęczenia konstrukcji kadłubów statków, [w:] Metody doświadczalne w zmęczeniu materiałów i konstrukcji. Badania konstrukcji, red. J. Szali, Wyd. Uczel ATR w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2000, s. 5-100.
• [8] Sobczykiewicz W.: Wymiarowanie spawanych konstrukcji nośnych maszyn z zakresie trwałości zmęczeniowej, Prace naukowe, Mechanika, z. 157, Politechnika Warszawska, Warszawa 1994, s. 88.
• [9] Sobczykiewicz W.: Wymiarowanie spawanych konstrukcji nośnych w zakresie zjawiska zmęczenia. Zasady ogólne, [w:] Metody doświadczalne w zmęczeniu materiałów i konstrukcji. Badania konstrukcji, red. J. Szali, Wyd. Uczel ATR w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2000, s. 157-210.
• [10] Neimitz A., Mechanika Pękania, PWN, Warszawa 1998, s. 434.
• [11] German J.: Podstawy Mechaniki Pękania, Skrypt dla studentów wyższych szkół technicznych. Politechnika Krakowska, Kraków 2005.
• [12} Goss Cz., Kłysz S., Wojnowski W.: Problemy niskocyklowej trwałości zmęczeniowej wybranych stali i połączeń spawanych, Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa 2004, s. 154.
• [13] Neimitz A.: Ocena wytrzymałości elementów konstrukcyjnych zawierających pęknięcia (podstawowe elementy procedur SINTAP), Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2004, s. 140.
• [14] Fricke W.: Fatigue analysis of welded joints: state of development, Marine Structures, vol. 16, 2003, s. 185-200.
• [15] Agerskov H.: Fatigue in steel structures under random loading, J. Constructional Steel Research, vol. 53, 2000, s. 283-305.
• [16] Lomolino S., Tovo R., Dos Santos J.: On the fatigue behaviour and design curves of friction stir butt-welded Al alloys, Int. J. Fatigue, vol. 27, 2005, s. 305-316.
• [17] Maddox S. J.: Review of fatigue assessment procedures for welded aluminium structures. Int. J. Fatigue, vol. 25, 2003, s. 1359-1378.
• [18] Niemi E.: Aspects of good design practice for fatigue loaded welded components, Fatigue Design, ESIS 16, J. Solin, G. Marquis, A. Siljanderand S. Sipila, eds., Mechanical Engineering Publications, London 1993, s. 333-351.
• [19] Susmel L., Tovo R.: On the use of nominal stresses to predict the fatigue strength of welded joints under biaxial cyclic loading. Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct, vol. 27. 2004, s. 1005-1024.
• [20] Sobczykiewicz W.: Ewolucja procesu wymiarowania spawanych konstrukcji nośnych dźwignic w zakresie trwałości zmęczeniowej, XXII Konferencja Naukowa Problemy Rozwoju Maszyn Roboczych, Zakopane 2009, Nauki Techniczne Budowa i Eksploatacja Maszyn, Zeszyty Naukowe 12.
• [21] Olivier R., Amstutz H.: Fatigue strength of shear loaded welded joints according to the local concept, Materialwissenschaftund Werkstofftechik, vol. 4, 2001, s. 287-297.
• [22] Susmel L., Tovo R.: Modified Wöhler curve method and Eurocode 3: Accuracy in predicting the multiaxial fatigue strength of welded joints, s. 203-207.
• [23] Martinsson J., Fatigue assessment of complex welded steel structure. Division of Lightweight Structures Department Aeronautical and Vehicle Engineering Royal Institute of Technology SE-100 44 Stockholm, TRITA-AVE 2005:02. ISBN 91-2783-968-6.
• [24] Dang Van K., Bignonnet A., Fayard J.L.: Assessment of welded structures by a structural multiaxial fatigue approach, in: Biaxial/Multiaxial Fatigue Fracture, A. Carpinteri, M. de Freitas, A. Spagnoli, Eds.. Elsevier 2003, s. 3-21.
• [25] Niemi E.: Structural stress approach to fatigue analysis of welded components - designer's guide, IIIW-Doc. XIII-1819-00/XV-1091-01 (Final Draft). International Institute of Welding, 2001.
• [26] Niemi E.: Stress determination lor fatigue analysis or welded components, Abington, Cambridge, International Institute of Welding, Ambington Publishing, 1995.
• [27] Sonsino C. M., Kaufmann H., Demofonti G., Riscifuili S., Sedlacek G., Muller C, Hanus F., Wegmann H.G.: High-strength steels in welded state for light-wight constructions under high and variable stress peaks, ECSC steel research programme. CSM - Roma, LBF - Darmstadt, 1999.
• [28] Maddox S. J., Sonsino C. M.: Multiaxial Fatigue of Welded Structures: Problems and Present Solutions, In: Proc. Of the Sisth International conference on Biaxial/Multiaxial Fatigue and Fracture, Ed. Manuel de Freitas. vol. II, Lisboa 2001, s. 3-16.
• [29] Sonsino C. M.: Fatigue Behaviour ot Welded Components under Complex Elasto-Plastlc Multiaxial Deformations, Eur-Report No. 16024, Luxemburg. 1997.
• [30] Sonsino C. M.: Multiaxial Fatigue of Welded Joints Under In-Phase and Out-of-Phase Local Strain and Stresses, Int. J. Fatigue, vol. 17, 1995, s. 55-70.
• [31] Sonsino C. M.: Overview of the State of the Art on Multiaxial Fatigue of Welds. In: Multiaxial Fatigue and Fracture, E. Macha, W. Będkowski and T. Łagoda, eds., ESIS Publ., no. 25, 2000. s. 195-217.
• [32] Seeger T.: Stahlbauhandbuch - Band 1. Teil B, Abschnitt Grundtagen für Betriebsfestigkeitsnachweise. Stahlbau-Verlagsgesellschaft mbH, Düsseldorf 1996.
• [33] Neuber H.: Kerbspannungslehre - Theorie der Spannungskonzentration, Genaue Berechnung der Festigkeit Springer. Verlage, 3rd edition, Berlin 1985.
• [34] Neuber H.: Überdie Berücksichtigung der Spannungskonzentration bei Festigkeitsberechnungen, Konstruktion, Heft 7, 1968, s. 245-251.
• [35] Labesse-Jied F., Lebrun B., Petitpas E., Robert J. L.: Multiaxial fatigue assessment of welded structures by local approach, [w.]: Biaxial/Muitiaxial Fatigue Fracture, A. Carpinteri, M. de Freitas, A. Spagnoli, eds., Elsevier 2003, s. 43- 62.
• [36] Łagoda T.: Lifetime estimation of welded joint, Springer, 2008.
• [37] Sonsino C. M., Łagoda T.: Assessment of multiaxial fatigue behaviour of welded joints under bending and torsion by application of a fictitious radius, Int. J. Fatigue, vol. 26, no 3, 2004, s. 265-279.
• [38] Lawrence F. W., Mattos R. J., Higashida Y., Burk J. D.: Estimating the fatigue crack initiation life of welds, ASTM STP 648, Fatigue Testing of Weldements, Philadelphia PA, ASTM, 1978, s. 134-158.
• [39] Xiao Z. G., Yamada K.: A method of determining geometric stress tor fatigue strength evaluation of steel welded joint, Int. J. Fatigue, vol. 26, 2004, s. 1277-1293.
• [40] Eurocode 3: Design of Steel Structures - Part 1-1: General Rules for Buildings. European Committee for Standardisation, Brussels 1992, ENV 1993-1-1.
• [41] Eurocode 9: Design of Aluminium Structures - Part 2: Structures Susceptible to fatigue, Brussels 1998, ENV 1999-2.
• [42] Sędek P.: Projektowanie konstrukcji narażonych na zmęczenie w ujęciu normy PN-EN 1993-1-9, Seminarium - Zagadnienia wytrzymałości zmęczeniowej konstrukcji spawanych - projektowanie, wykonawstwo, badania, Instytut Spawalnictwa, Gliwice 2007.
• [43] BS 7608:1993 Code of Practice for Fatigue Design and Assessment of Steel Structures, BSI, London, 1993.
• [44] Fatigue Design Recommendations for Steel Structures by Japanese Society of Steel Construction (JSSC), Technical Report No. 32. Tokyo: JSSC; 1995.
• [45] American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO, LRFD Bridge Design Specifications, Second Edition 1998.
• [46] Hobbacher A.: Recomendations for fatigue design of welded joint and components, IIW dokument XIII-2151-07/XV-1254-07, May 2007.
• [47] Hobbacher A., Basic philosophy of the new IIW recommendations on fatigue design of welded joints and components. Welding in the World/Le Soudage dans le Monde, vol. 39, no. 5, 1997, s. 272-278.
• [48] Hobbacher A.: The new IIW recommendations for fatigue assessment of welded joins and components - A comprehensive code recently updated, Int. J Fatigue, vol. 31, 2009, s. 50-58.