Effect of Plastic Strains in the Shunting Zone on Force Parameters in the Butt Welding of Chain Links

• Autorzy: Moltasov A. V. , Kloczkov I. N. , Motrunicz S. I. , Veruszkin V. V.

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2018.2/7

Warianty tytułu

PL

Wpływ odkształceń plastycznych w strefie bocznikowania na parametry siłowe podczas zgrzewania doczołowego ogniw łańcuchów

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article presents the development of a method enabling the calculation of force necessary to bend a chain link during butt welding, taking into consideration a plastic strain in the shunting zone. The study also discusses technological peculiarities concerned with the welding of single-contact chain links characterised by high bending rigidity and describes principles of the elastic-plastic strain of chain link shunting zone during bending. The work also contains the theoretical justification of the possibility of calculating the value of bending force based on the ultimate limit state and presents an analytical formula identifying the mathematical correlation between ultimate force, geometrical parameters and physico-chemical properties of the welded chain link material. Using an anchor chain as an example, the above-named analytical formula and the Finite Element Method were used to calculate the value of bending force, thereby confirming the reliability of the proposed method. It was ascertained that taking plastic strains into consideration significantly affected calculations results concerning the value of bending force during the butt welding of products having a closed shape and characterised by significant bending rigidity. The value of bending force calculated on the basis of the ideal elasticity of the anchor chain link material was higher (by more than an order of magnitude) than the value of the above-named force calculated taking into consideration plastic strains in the chain shunting zone.

PL

Artykuł dotyczy opracowania metody obliczania siły niezbędnej do gięcia ogniwa łańcucha podczas zgrzewania doczołowego z uwzględnieniem odkształceń plastycznych w strefie bocznikowania. W pracy przedstawiono osobliwości technologiczne zgrzewania jednostykowych ogniw łańcuchów o dużej sztywności zginania oraz opisano reguły sprężysto-plastycznego odkształcenia ich strefy bocznikowania podczas gięcia. Teoretycznie uzasadniono możliwość obliczenia wielkości siły gnącej w oparciu o stan graniczny oraz sformułowano wzór analityczny, który w sposób jawny ustala związek matematyczny pomiędzy siłą graniczną a parametrami geometrycznymi i własnościami fizyko-mechanicznymi materiału zgrzewanego ogniwa łańcucha. Na przykładzie łańcucha kotwicy, za pomocą uzyskanego wzoru analitycznego oraz metody elementów skończonych wykonano obliczenia siły gnącej, co umożliwiło potwierdzenie wiarygodności zaproponowanej metody. Stwierdzono, że uwzględnienie odkształceń plastycznych ma istotny wpływ na wyniki obliczeń siły gnącej podczas zgrzewania doczołowego wyrobów o kształcie zamkniętym cechujących się dużą sztywnością zginania. Wartość siły gnącej obliczona w oparciu o idealną sprężystość materiału ogniwa badanego łańcucha kotwicy jest o ponad rząd wielkości większa od wartości tej siły obliczonej z uwzględnieniem odkształceń plastycznych w strefie bocznikowania ogniwa.

Słowa kluczowe

EN

flash butt welding; link; chain; shunting zone; plastic strain; bending rigidity; ultimate limit state

PL

zgrzewanie doczołowe; połączenie; łańcuch; odkształcenie plastyczne; sztywność zginania; stan graniczny nośności

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 62, No. 2
• Strony: 61--67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Moltasov A. V.

• E. O. Paton Electric Welding Institute, the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev

autor

Kloczkov I. N.

• E. O. Paton Electric Welding Institute, the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev

autor

Motrunicz S. I.

• E. O. Paton Electric Welding Institute, the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev

autor

Veruszkin V. V.

• E. O. Paton Electric Welding Institute, the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev

Bibliografia

• [1] Солодовников С.А:. Сварка изделий замкнутой формы непрерывным оплавлением. Автоматическая сварка, 1966, no. 5, pp. 58 – 60.
• [2] Павличенко В.С.: Контактная сварка изделий замкнутой формы. Москва, Машиностроение, 1964, p. 114
• [3] Гафт Л.И.: О некоторых энергетических особенностях процесса сварки оплавлением звеньев цепей. Сварочное производство, 1978, no. 10, pp. 29 – 30.
• [4] Сергеев Л.С., Кучук-Яценко С.И.: Определение оптимального температурного поля при контактной сварке оплавлением одностыковых звеньев цепей. Автоматическая сварка, 1981, no. 11, pp. 29 – 31.
• [5] Фельдман В.С., Фельдман В.С., Медовый В.В.: Некоторые особенности сварки оплавлением одностыковых цепей. Труды ВНИИПТУглемаша, Москва, ВНИИПТУглемаш, 1977, Вып. 27, Сварочное производство в угольном машиностроении. pp. 29–38.
• [6] Молтасов А.В. Самотрясов С.М., Чвертко П.Н.: О причинах разрушения звеньев якорных цепей, выполненных контактно-стыковой сваркой. Вісник НУК ім. адмірала Макарова, 2012, no.5, pp. 149–152.
• [7] Гельман А.С.: Технология и оборудование контактной электросварки. Москва, Машгиз, 1960, p. 368
• [8] Кочергин К.А.: Контактная сварка. Ленинград, Машиностроение, 1987, p. 240
• [9] Фельдман В.С., Медовый В.В.: К вопросу о влиянии параметров процесса контактной сварки оплавлением на качество двухстыковых круглозвеньевых цепей. Труды ВНИИПТУглемаша, Москва, ВНИИПТУглемаш, 1977, Вып. 27, Сварочное производство в угольном машиностроении. pp. 21–28.
• [10] Молтасов А.В.: Разработка методов расчёта силовых параметров контактной стыковой сварки кольцевых изделий: Дис. на здобуття наукового ступеня кандидата техн. наук: 05.03.06; Захищена 29.12.2015; Затв. 25.02.2016. Київ, 2015, p. 132: іл. – Бібліогр.: pp. 119 – 130.
• [11] Писаренко Г.С., Квітка О.Л., Уманський Е.С.: Опір матеріалів: Підручник, Г.С. Писаренко., За ред. Г.С. Писаренка. – 2-ге вид., допов. і переробл. Київ, Вища шк., 2004, p. 655: іл.
• [12] Марочник сталей и сплавов [В. Г. Сорокин, А. В. Волосникова, С. А. Вяткин и др.]. Москва, Машиностроение, 1989, 640 с. (Под общ. ред. В. Г. Сорокина).
• [13] Биргер И.А., Мавлютов Р.Р.: Сопротивление материалов: Учебное пособие. Москва, Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986, p. 560
• [14] Дослідження впливу пластичних деформацій шунтувальної частини на силові параметри контактного стикового зварювання кілець: звіт про НДР (проміжний). ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України; керівник Молтасов А.В.; виконавці: Клочков І.М., Мотруніч С.І., no. ДР 0117U001664., Київ, 2017, p. 46
• [15] Bronstein I.N., Semendjajew K. A., Musiol G., Mühlig H.: Taschenbuch der Mathematik. Haan-Gruiten: Verlag Europa-Lehrmittel, 2013, p. 1280, (9. korrigierte Auflage) – (Herausgabe Harri Deutsch).
• [16] Moltasov A.V., Tkacz P.N., Motrunicz S.I.: Effect of Shunting Zone Plastic Strains on Bend Force during the Butt Welding of Rings. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2016, no. 6, pp. 48-54. http://dx.doi.org/10.17729/ebis.2016.6/7
• [17] Расчёты на прочность в машиностроении. [С.Д. Пономарев, В.Л. Бидерман, К.К. Лихарев и др.]. Москва, Машгиз, 1958, p. 974 (Под ред. С.Д. Пономарева). (Том 2. Некоторые задачи прикладной теории упругости. Расчёты за пределами упругости. Расчёты на ползучесть).

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).