Analysis of loosening and shakedown of important threaded joints

• Autorzy: Leonavicius M. , Krenevicius A. , Stupak S. , Suksta M.

Warianty tytułu

PL

Analiza luzowania i dostosowania się ważnych połączeń śrubowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper is devoted to the experimental consideration of tightening and loosening of threaded joints. The value of loosening is important both to individual and group joints because due to it the prestress of connected components decreases and loading conditions of the junction change. The investigation results of tightening dependence of the number of cycles of treaded joints with a different pitch M48 x 3, M48 x 4, M48x5 made of steel 40X are presented. At the same tightening value and with an increase in bending stresses, the durability of studs decreases according to both threshold and a complete fracture. By increase in the pitch of the thread from 3 mm to 5 mm, the tightening during the first loading cycles decreases faster. The dependence between the stud tightening and the crack size is discussed. After the first cycles tightening decreases from 0,8 delta y to 0,76 delta y and remains stable for a long time. The shakedown conditions specified for such elements, the long-service life of which is determined by calculating a relatively small number of load variation cycles, may be used as a fracture criterion. The obtained results are the analytical expressions of shakedown conditions for a bolt with one-sided and double-sided crack of cross-section. The conditions of variable flow and the conditions of one-sided accumulation of plastic deformations are presented.

PL

Referat poświęcony jest eksperymentalnym zagadnieniom zaciskania i luzowania gwintowanych połączeń. Wartość luzowania jest ważna zarówno dla połączeń indywidualnych jak i grupowych z tej przyczyny, że sprężenie połączonych składników maleje, a warunki obciążenia zmieniają się. Przedstawiono wyniki badań zależności liczby cykli połączeń śrubowych o różnym skoku: M48x3, M48x4, M48x5 ze stali 40X. Przy tej samej wartości zaciskania i przy wzroście naprężeń zginających, trwałość kołków śrub zmniejsza się zgodnie z pęknięciem progowym jak i całkowitym. Przez zwiększenie skoku gwintu z 3 na 5 mm, zaciskanie podczas początkowych cykli obciążeń spada szybciej. Omawia się zależność między zaciskaniem śruby a wielkością pęknięcia. Po pierwszych cyklach, zaciskanie spada z 0,8 delta y do 0,76 delta y, i pozostaje stabilne przez dłuższy czas. Warunki prób pomontażowych określone dla tych elementów, trwałość których jest określana przez obliczenie stosunkowo małej liczby cykli zmian obciążeń, może być stosowana jako kryterium pękania. Uzyskane wyniki stanowią wyrażenia analityczne dla warunków dostosowania się śrub z jednostronnym i obustronnym pęknięciem przekroju. Przedstawiono warunki zmiennego płynięcia a także warunki jednostronnej akumulacji odkształceń plastycznych.

Słowa kluczowe

PL

połączenie śrubowe; luzowanie; dostosowanie; zaciskanie; pękanie

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 49, nr 3
• Strony: 333--341
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il.

Twórcy

autor

Leonavicius M.

• Vilnius Gediminas Technical University, Vilnius, Lithuania

autor

Krenevicius A.

• Vilnius Gediminas Technical University, Vilnius, Lithuania

autor

Stupak S.

• Vilnius Gediminas Technical University, Vilnius, Lithuania

autor

Suksta M.

• Vilnius Gediminas Technical University, Vilnius, Lithuania

Bibliografia

• 1. The calculation standards of strength for nuclear energetic equipment and pipeline systems [in Russian], Moscow 1989.
• 2. ASME Boiler and pressure vessel code, Sec. III, Rules for construction of nuclear power plant components, Div. I., Subsec. NB, 1995, 87-92.
• 3. ASME Boiler and pressure vessel code, Sec. III, Rules for construction of nuclear power plant components, Div. J., Appendices, 1995, 6-12.
• 4. D. A. GOKHFELD, O. F. CHERNIAVSKY, Limit analysis of structures at thermal cycling, Sijthoff and Noordhoff, Alphen aan den Rijn - The Netherlands, Rockville, Maryland - USA, 1980.
• 5. 1. ATKOČIŪKNAS, Design of elastoplastic systems under repeated load [in Russian), Vilnius 1994.
• 6. Y. HUANG, E. STEIN, An analytical method for shakedown problems with linear kinematic hardening material, Int. Journal Solids and Structures, 31, 18, 2433-2444, 1994.
• 7. Q.S. NGUEN, Methodes energetiques en mecanique de la rupture, Journal de Mecanique, 19, 2,1980.
• 8. Y. HUANG, E. STEIN, Shakedown of a cracked body consisting of kinematic hardening material, Engineering Fracture Mechanics, 54, 1, 107-112, 1996.
• 9. M. A. BELOUCHRANI, D. WEICHERT, An extension of the static shakedown theorem to inelastic cracked structures, Int. Journal of Mechanical Sciences, 41, 163-177, 1999.
• 10. M. LEONAVIČIUS, Influence of cyclic bending on the prestress and shakedown of threaded joints, Mechanika, 1(12), Kaunas: Technologija, 11-19, 1998.
• 11. M. LEONAVIČIUS, M. ŠUKŠTA, The bolt- with a crack- shakedown estimation by the method of additional load, Statyba, 1(9). Vilnius: Technika, 74-77, 1997.
• 12. M. LEONAVIČIUS, A. KRENEVIČIUS, Shakedown and failure of the threaded joints under low cyclic loading, Journal of Construction Steel Research, 46, 452-453, 1998. Special issue on CDROM.
• 13. M. LEONAVIČIUS, M. ŠUKŠTA, The propagation of crack and the shakedown of threaded joints under low cyclic load [in Lithuania], Mechanika, 3. Kaunas: Technologija, 16-18, 1995.