Effect of welding parameters on the strength of safety cages

• Autorzy: Sowa Mateusz

Identyfikatory

DOI

10.32730/mswt.2024.68.1.5

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów spawania na wytrzymałość konstrukcji klatek bezpieczeństwa

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Safety cages, constituting essential equipment in sports car, aim to reduce consequences of potential accidents. These structures should provide the highest possible and reproducible level of workmanship aimed to ensure their strength as that assumed at the design stage. Because of the fact that welding is the primary technology used in the fabrication of safety cages it is highly necessary to analyse the effect of welding parameters as well as the choice of welding methods on process repeatability and strength properties of welded joints. The aim of this study was to determine the influence of the welding method on the strength of test cruciform joints of tubes as well as to investigate the effect resulting from the change of MAG and TIG welding current parameters on the linear deformation of welded joints. The article discusses the effect of welding process conditions on the static strength of cruciform joints in steel E355 +N (used in the fabrication of safety cages). The tests revealed that an increase in heat input during welding significantly reduced the strength of cruciform joints as well as significantly contributed to an increase in post-weld linear deformation, which, in terms of spatial safety of cage structure, could lead to a significant pile-up of stresses.

PL

Klatki bezpieczeństwa są niezbędnym wyposażeniem samochodu sportowego, a ich zadaniem jest ograniczenie skutków potencjalnego wypadku. Konstrukcje te powinny zapewniać możliwie najwyższy oraz powtarzalny poziom wykonania, aby ich wytrzymałość była taka, jak założono na etapie projektowania. Z uwagi na fakt, że wiodącą technologią wytwarzania klatek bezpieczeństwa jest spawanie, istnieje istotna potrzeba analizy wpływu parametrów spawania oraz doboru metody na powtarzalność procesu oraz własności wytrzymałościowe połączeń spawanych. Celem badań było określenie wpływu metody spawania na wytrzymałość złączy modelowych w postaci złączy krzyżowych rur, jak również zbadanie wpływu zmiany parametrów prądowych spawania metodami MAG oraz TIG na odkształcenie liniowe złączy spawanych. W niniejszym artykule omówiono wpływ warunków technologicznych spawania na wytrzymałość statyczną połączeń krzyżowych ze stali E355 +N, wykorzystywanych do budowy klatek bezpieczeństwa. Udowodniono, że zwiększenie energii liniowej spawania znacząco obniża wytrzymałość połączeń w węzłach krzyżowych połączeń spawanych, a także istotnie przyczynia się do wzrostu odkształcenia liniowego po spawaniu, co w przypadku przestrzennej konstrukcji klatki bezpieczeństwa znacząco wpłynie na naprężenia w tych konstrukcjach.

Słowa kluczowe

EN

automotive industry; safety cell; testing of welded joints; welding; safety cage; roll cage; motor sport; racing sport

PL

motoryzacja; połączenia spawane; klatka bezpieczeństwa

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Materials Science and Welding Technologies / Technologie Materiałowe i Spawalnicze
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 68, No. 1
• Strony: art. no. 5
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sowa Mateusz

• Łukasiewicz Research Network – Upper-Silesian Institute of Technology, Welding Centre, Research Group for Materials Weldability and Welded Structures

• https://orcid.org/0000-0001-6961-536X

Bibliografia

• [1] PN-EN 10305-1:2016. Rury stalowe precyzyjne – Warunki techniczne dostawy – Część 1: Rury bez szwu ciągnione na zimno
• [2] PN-EN ISO 14341:2011 „Materiały dodatkowe do spawania – druty elektrodowe i stopiwo do spawania łukowego elektrodą metalową w osłonie gazu stali niestopowych i drobnoziarnistych – klasyfikacja”
• [3] Art. 253 – Wyposażenie bezpieczeństwa (Grupa N, A, R-GT), Załącznik „J” – MKS FIA.
• [4] Alghamdi A. A. A.: Collapsible impact energy absorbers: an overview. Thin-Walled Structures, Elsevier 2001, vol. 39, pp. 189–213.
• [5] Kotełko M., Lipa S.: Model teoretyczny i doświadczalny absorbera energii poddanego zgniotowi bocznemu. Czasopismo techniczne. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki, January 2006. pp. 195–205.
• [6] Pawłowski J.: Nadwozia samochodowe, wyd.3. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1978.
• [7] Alexander J. M.: An approximate analysis of the collapse of thin cylindrical shells under axial loading. The Quarterly Journal of Mechanics and Applied Mathematics, 1960, vol. 13, 1, pp. 10–15.
• [8] Kotełko M.: Nośność i mechanizmy zniszczenia konstrukcji cienkościennych, Wydawnictwo Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2011.
• [9] Lipa S.: Koncepcja bezpiecznego samochodu. Praca magisterska. Politechnika Łódzka 2002.
• [10] https://www.quora.com/What-cars-never-had-sway-bars-under-the-chassis-for-side-stabilization
• [11] Dangarh A , Kulkarni V., Katarne R. and Sharma M. Structural Analysis of an ATV Frame. International Journal of Scientific and Research Publications, 2015, vol. 5.
• [12] Harvir Singh, Mayank K.: Design and optimization of an All-Terrain Vehicle roll cage IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 1149 012021.
• [13] Penugula D. R. R, Naresh C., Phanisankar B. S. S.: Design and structural analysis of baja frame with conventional and composite materials. International Journal Of Advance Scientific Research and Engineering Trends, 2020, vol. 5, pp. 23–31.
• [14] Soundararajan R. et al.: A novel approach for design and analysis of an all-terrain vehicle roll cage. Materials Today: Proceedings, 2020, vol. 45, pp. 2239–2247.
• [15] Saplinova V., Novikov I., Glagolev S.: Design and specifications of racing car chassis as passive safety feature. Transportation Research Procedia, 2020, no. 50, pp. 591–607.