Określanie rozkładu odkształceń i naprężeń w złączach spawanych stalowych paneli typu sandwicz metodą MES

• Autorzy: Kozak J. , Niklas K.

Warianty tytułu

EN

FEM modeling model of welded distribution in the welds of steel sandwich panels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozwój technologii spawania laserowego umożliwił masową produkcję konstrukcji cienkościennych, w tym również stalowych paneli sandwicz. Technologia wykonywania spoin łączących poszycia paneli z usztywnieniami daje możliwość uzyskania łączenia o szczególnej geometrii i właściwościach materiałowych. Złącza spawane wiązką laserową, w porównaniu ze złączami innego typu, charakteryzują się specyficznym sposobem zachowania pod obciążeniem zmiennym, a w konsekwencji - odmiennym sposobem niszczenia zmęczeniowego. Podstawą analizy zmęczeniowej złącza spawanego było określenie koncentracji naprężeń w karbach. W tym celu zbudowano model numeryczny MES wiązką laserową. W artykule przedstawione zostały kluczowe aspekty modelu numerycznego i wyniki dotyczące wpływu sposobu modelowania na odkształcenia i naprężenia w karbach. Dla karbu w grani spoiny wyniki teoretyczne porównano z danymi eksperymentalnymi rozkładów odkształceń otrzymanymi techniką laserowej ekstensometrii siatkowej.

EN

A development of laser welding technology has enabled mass production of thin-walled structures, including steel sandwich panels. The technology of welding plates with stiffeners results of the joints a specific geometry and material properties. Laser welds in comparison with other types of joints, are characterized by a specific way of behavior under cyclic load, and as a consequence a different way of fatigue damage. The basis of fatigue analysis of laser welded joint was determination of stress concentrations in the notches. For this purpose, a model of numerical FEM laser welded joint was built. The article presents the main aspects of the numerical model and the results concerning the influence of the way of modeling on the deformation and stresses in the notches. For the weld root notch, numerical results with experimental data of strain distributions obtained by the laser extension grid technique are compared.

Słowa kluczowe

PL

rozkład odkształceń; rozkład naprężeń; spoina; panel stalowy; panel sandwicz; MES (metoda elementów skończonych)

EN

strain distribution; stress distribution; weld; steel panel; sandwich panel; FEM

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Spawalnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 83, nr 4
• Strony: 33--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il.

Twórcy

autor

Kozak J.

autor

Niklas K.

• Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Kozak J.: Problemy oceny wybranych własności wytrzymałościowych stalowych, dwupowłokowych struktur okrętowych, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, ISBN 83-7348-136-2, Gdańsk 2005.
• [2] Remes H., Strain-based approach to fatigue strength assessment of laser-welded joints, Helsinki University of Technology, Espoo 2008.
• [3] Boroński D., Kozak J,: Research on deformations of laser-welded joint of a steel sandwich structure model. Polish Maritime Research 2004 nr 2 (40) vol, 11,2004.
• [4] Boroński D.: Cyclic material properties distribution in laser-welded joints, Elsevier, International Journal of Fatigue 28 (2006) s. 346-354.
• [5] Radaj D. Sonsino C.M., Fricke W.: Fatigue assessment of welded joints by local approaches, Woodhead Publishing, Cambridge 2006.
• [6] Boroński D.: Badanie rozkładu odkształceń i naprężeń lokalnych w próbkach z karbem w warunkach cyklicznego obciążenia, ATR w Bydgoszczy, Bydgoszcz 1999.
• [7] Hayman B., McGeorge D., Weitzenbock J., Noury P.: Light weight Construction for Advanced Shipbuilding – Recent Development. DNV Internal Report, 2002.
• [8] Romanoff J., Kujala P.: The Optimum Design for Steel Sandwich Panels Filled with Polymeric Foams. Proc. of 6th Int. Conf. on Fast Sea Transportation, Southampton, 2001.
• [9] Kujala P., Klanac A.; Analytical and Numerical Analyses of All Steel Sandwich Panels Under Uniform Pressure Load. Design 2002, Vol. 2, Dubrovnik 2002.
• [10] Kocańda S., Szala J.; Podstawy obliczeń zmęczeniowych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997.
• [11] Kozak J. Strength Tests of Steel Sandwich Panel, PRADS 2004, s, 902-906, 2004.
• [12] Robaczewski T: Wpływ niektórych wad na wytrzymałość zmęczeniową spawanych złączy doczołowych, Przegląd Spawalnictwa 1983.