Model niszczenia zmęczeniowego spawanego złączy prostopadłych płyt

• Autorzy: Kozak J. , Górski Z.

Warianty tytułu

EN

Fatigue damage model of welded perpendicular plates

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Występujące w konstrukcjach statków pęknięcia zmęczeniowe powstają w miejscach szczególnie wrażliwych na obciążenia zmienne, tj. miejscach koncentracji naprężeń, do których należą złącza spawane. W przypadku zmęczeniowego pękania spawanych konstrukcji złożonych, do których należą konstrukcje kadłubów statku, proces pękania można podzielić na dwa stadia: propagacji pęknięcia w kierunku grubości oraz rozwoju pęknięcia na jego szerokości. Dodatkowo, niektóre z pęknięć zmęczeniowych rozwijają się w sposób niewidoczny i nie mogą być zauważone przez inspektora nadzoru, ze względu na warunki, w jakich odbywa się inspekcja (statek stojący w doku, oględziny w miejscach podatnych na pękania z reguły trudno dostępne, zanieczyszczone, znajdujące się w zamkniętych, nieoświetlonych przestrzeniach). W celu wyjaśnienia mechanizmu powstawania i rozwoju zmęczeniowego niszczenia w złożonych konstrukcjach spawanych przeprowadzono badania zmęczeniowe modelu spawanego złącza prostopadłych płyt poszycia w modelu węzła konstrukcyjnego statku - decydującym o wytrzymałości kadłuba. Badany model stanowił replikę węzła obłowego (miejsca połączenia burty z dnem) statku, wykonaną w skali zbliżonej do rzeczywistej i poddany był sinusoidalnemu wahadłowemu obciążeniu zmiennemu, które odpowiadało obciążeniu występującemu w konstrukcji rzeczywistej, wywołanemu siłami bezwładności od przyśpieszeń konstrukcji poddanej kołysaniu poprzecznemu. Na podstawie analizy wyników zaproponowano dwustopniowy model niszczenia zmęczeniowego węzła obłowego statku, wg którego opracowano analityczną metodę (wykorzystującą metodologię naprężeń nominalnych lub mechaniki pękania) określania trwałości zmęczeniowej złożonych węzłów konstrukcji okrętowych.

EN

Occurring in the ship construction fatigue cracks arise in the areas of design are particularly susceptible to changing loads such as acute stress concentration area, which includes the welded joints. For fatigue fracture of welded construction of complex structures which include the hulls of the ship, the process of cracking can be divided into two stages: propagation through the element thickness stage and the stage of crack propagation in the width direction of the element. In addition, some of the fatigue cracks are not visible in the developing process, and as such can not be seen by an observer (inspector), given the conditions in which the inspection (the ship standing in the dock, just out of service, places susceptible to cracking as a rule are hard-contaminated, in a closed, unlit spaces). In order to clarify the mechanism of formation and propagation of fatigue damage in the composite structures was carried out fatigue tests of welded perpendicular plate of the hull of the ship design of node model - determines the strength of the hull on a global scale. The test model was a replica of the bidge corner (ship's side with the bottom side joint) of the ship, made in a scale similar to the actual and subjected to a sinusoidal changing load, which corresponded to the load occurring in the actual structure induced by forces of inertia from the acceleration of the structures subjected to transverse swing. Based on the analysis results, it is proposed two-stage model of the fatigue ship bilge node damage on which analytical method (a combination of deformation methods and the methods based on fracture mechanics) to determine the fatigue life time of complex nodes in the ship structures was proposed.

Słowa kluczowe

PL

niszczenie zmęczeniowe; model; płyta prostopadła; połączenie spawane; węzeł złożony; konstrukcja okrętowa; trwałość zmęczeniowa

EN

fatigue damage; model; perpendicular plate; welded joint; complex node; ship structure; fatigue lifetime

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Spawalnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 83, nr 4
• Strony: 49--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il.

Twórcy

autor

Kozak J.

autor

Górski Z.

• Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Materiały na “Technical Meeting” RISPECT Project - PARIS November 2009,
• [2] IACS Common Structural Rules - 2008.
• [3| Hobbacher A.F.: The new IIW recommendations for fatigue assessment of welded joints and components. A comprehensive code recently updated. International Journal of Fatigue. Article in press.
• [4] SSC 369 - Reduction of S-N curve for ship structural details 1993,
• [5] Maddox S. J,: Status Review on Fatigue Performance of Fillet Welds - Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering, August 2008,
• [6] Zhang You-hui, Maddox S.: Fatigue life prediction for toe weIded joints - International Journal of Fatigue 31,2009.
• [7] Gurney T.R.; Zmęczenie konstrukcji spawanych - WNT, Warszawa 1975.
• [8| Kainuma S., Mori T: A fatigue strength evaluation method for load- carrying fillet welded cruciform joints – International Journal of Fatigue 28,2006.
• [9] Kocańda S., Szala J.: Podstawy obliczeń zmęczeniowych, PW,Wyd. III, Warszawa 1997.