Porównanie energetycznego modelu wyznaczania trwałości zmęczeniowej złączy spawanych z zaleceniami międzynarodowymi

• Autorzy: Blacha Ł. , Karolczuk A.

Warianty tytułu

EN

Comparison of energetic approach to international recommendations for fatigue analysis of welded joints

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono model energetyczny wyznaczania trwałości zmęczeniowej, odniesiony do problemu wyznaczania trwałości złączy spawanych. Zaproponowano połączenie modelu energetycznego opisanego już w literaturze z metodą zastępczego jednostkowego promienia zaokrąglenia. Obliczenia przeprowadzono dla krzyżowego złącza spawanego przy obciążeniach stałoamplitudowych (wahadłowe rozciąganie-ściskanie). Dodatkowo, dla celów porównawczych, przeprowadzono obliczenia dla dwóch metod uwzględnionych w zaleceniach międzynarodowych: metody naprężeń nominalnych oraz metody zastępczego jednostkowego promienia zaokrąglenia. Otrzymane wyniki obliczeń zostały porównane z wynikami badań eksperymentalnych. Wykazano dużą zgodność wyników obliczeń według zaproponowanego modelu energetycznego z wynikami eksperymentalnymi.

EN

An energetic approach for fatigue analysis of welded joints is presented . Calculations were carried out for transverse stiffener welded element from S355N steel, submitted to fully reversed constant amplitude tension-compression loading. In order to address the issue of stress state in a weld notch, combination of energetic model and effective notch stress method for fatigue analysis is proposed. Procedures that were undertaken and introduced in this study are based on critical plane criterion of fatigue failure for life prediction. Critical plane orientation was determined by the direction of normal vector which is the same as the first principal direction. It is an improvement of the energetic model already proposed in the literature for structural elements. To further illustrate the effectiveness of the presented procedures, fatigue resistance against nominal stress and effective notch stress (fictitious notch radius) was evaluated, according to recommendations from International Institute of Welding. All the calculated fatigue lives were compared to test results. The presented energetic model produced results which closely resemble fatigue test results.

Słowa kluczowe

PL

model energetyczny; wyznaczanie; trwałość zmęczeniowa; złącze spawane

EN

energetic approach; analysis; fatigue life; welded joint

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Spawalnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 83, nr 7
• Strony: 39--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il.

Twórcy

autor

Blacha Ł.

autor

Karolczuk A.

• Politechnika Opolska

Bibliografia

• [1] Sonsino C. M., Kaufmann H., Demofonti G., Rifisculi S., Sedlacek G., Müller C., Hanus F., Wegmann H G.: High-Strength steels in welded state for light-weight constructions under high and variable stress peaks, ESCC Steel Research Programme, CSM - Roma, LBF - Darmstadt, Published by the European Commission, Brussels, 1999.
• [2] Łagoda T.: Trwałość zmęczeniowa wybranych złączy spawanych, Studia i monografie Politechniki Opolskiej, z. 173, OW Politechniki Opolskiej, Opole, 2005.
• [3] Hobbacher A.: Recomendations for fatigue design of welded joint and components, IIW document XIII-2151-07/XV-1254-07, Paris, May 2007.
• [4] Eurocode 3: Design of Steel Structures - Part 1 -1: General Rules for Buildings, ENV 1993-1-1, European Committee for Standardisation, Brusseis 1992.
• [5] Japanese Society of Steel Construction (JSSC): Fatigue design recommendations for steel structures [English Version], JSSC Technical Report No. 32. Tokyo: JSSC; 1995.
• [6] Łagoda T.: Wyznaczanie trwałości zmęczeniowej złączy spawanych według naprężeń nominalnych, Spajanie materiałów konstrukcyjnych, nr 2 (4)72009, s. 10-14.
• [7] Łukasik T,: Wyznaczanie trwałości zmęczeniowej konstrukcji spawanej metodą linearyzacji naprężeń w punkcie krytycznym, Przegląd Spawalnictwa, nr 4/2010, s. 19-25.
• [8] Morgenstern C., Sonsino C.M, Hobbacher A., Sorbo F.: Fatigue design of aluminium welded joints by the local stress concept with the fictitious notch radius of rf = 1 mm, International Journal of Fatigue 28, 2006, s. 881-990.
• [9] Radaj D., Sonsino C.M., Fricke W.: Fatigue assessment of welded joints by local approaches, second edition, Woodhead Publishing and CRC Press, Cambridge and Roca Baton, 2006.
• [10] Neuber H.: Über die Berücksichtigung der Spannungskonzentration bei Festigkeitsberechnungen, Konstruktion 20 (7), 1968, s. 245-251.
• [11] Berto F., Lazzarin P., Radaj D.: Fictitious notch rounding concept applied to sharp V-notches: Evaluation of the microstructural support factor for different failure hypotheses. Part I: Basic stress equations, Engineering Fracture Mechanics 75, 2008, s. 3060-3072.
• [12] Łagoda T.: Energetyczne modele oceny trwałości zmęczeniowej materiałów konstrukcyjnych w warunkach jednoosiowych i wieloosiowych obciążeń losowych, Studia i monografie Politechniki Opolskiej, z.121, OW Politechniki Opolskiej, Opole, 2001.
• [13] MSC/PATRAN, MSC. The MacNeal-Schwendler Corporation, ver. 2005.