Study on the impact of lack of fusion in the fillet weld on its fatigue strength under various load combinations

• Autorzy: Wojsyk Kwiryn , Nawrocki Jerzy

Identyfikatory

DOI

10.26628/wtr.v92i1.1086

Warianty tytułu

PL

Badanie wpływu braku przetopu w spoinie pachwinowej na jej wytrzymałość zmęczeniową w różnych warunkach obciążenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article refers to the issue of incomplete penetration in T-joints allowed by the obligatory Eurocode EN 1993-1-8. Based on it, the joint’s model was made, and then they were FEM simulated in various load combinations. As a result of this simulation, a Whöller's graph was obtained. In the experimental part a T-joint was made. A static tensile test was carried out on it, which showed the areas of stress concentration and plasticization anticipated earlier during the simulation. The study concluded that the lack of mutual penetration of fillet welds generates a decreases of fatigue endurance.

PL

Artykuł odnosi się do zagadnienia niepełnego przetopu w złączach teowych dopuszczonych przez obligatoryjną normę Eurokodem PN-EN 1993-1-8. W oparciu o nią wykonano model złącza, a następnie przeprowadzono ich symulację MES w różnych kombinacjach obciążenia. W wyniku tej symulacji uzyskano wykres Whölera złącza. W części eksperymentalnej wykonano złącze teowe. Przeprowadzono na nim statyczną próbę rozciągania, która uwidoczniła obszary koncentracji naprężenia oraz uplastycznienia przewidziane wcześniej w trakcie symulacji. Z przeprowadzonych badań wynika wniosek, że brak wzajemnego przetopu spoin pachwinowych generuje istotny karb zmęczeniowy.

Słowa kluczowe

EN

FEM simulation; fillet weld; fatigue load; welded joint

PL

symulacja MES; spoina pachwinowa; obciążenie zmęczeniowe; złącze spawane

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Welding Technology Review
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 92, nr 1
• Strony: 17--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Wojsyk Kwiryn

• Czestochowa University of Technology, Poland

autor

Nawrocki Jerzy

• Czestochowa University of Technology, Poland

Bibliografia

• [1] Mikno Z., Bartnik Z., Lange A., Sikorski M., Selected problems FEM modeling of steel sheet projection welding (in polish), Welding Technology Review, 2012, Vol. 84(10), 2012, 78-85.
• [2] Kik T., Slováček M., Wyględacz B., Numerical analysis of multipass T-joint welding and post welding heat treatment (in-polish), Welding Technology Review, 2016, Vol. 88(5), 101-106. https://doi.org/10.26628/ps.v88i5.622
• [3] Tso-Liang Teng, Chin-Ping Fung, Peng-Hsiang Chang, Wei-Chun Yang, Analysis of residual stresses and distortions in T-joint fillet welds, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2001, Vol. 78(8), 523-538. https://doi.org/10.1016/S0308-0161(01)00074-6
• [4] Brennan F.P., Peleties P., Hellier A.K., Predicting weld toe stress concentration factors for T and skewed T-joint plate connections, International Journal of Fatigue, 2000, Vol. 22(7), 573-584. https://doi.org/10.1016/S0142-1123(00)00031-1
• [5] Perić M., Tonković Z., Rodić A., Surjak M., Garašić I., Boras I., Švaić S., Numerical analysis and experimental investigation of welding residual stresses and distortions in a T-joint fillet weld, Materials & Design, 2014, Vol. 53, 1052-1063. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.08.011
• [6] Nawrocki J., Słania J., Simulation of the stress field in the welded joint using FEM, Welding Technology Review, 2018, Vol. 90(8), 62-67. https://doi.org/10.26628/ps.v90i8.926
• [7] Bijlaard F., Eurocode 3, a basis for further development in joint design, Journal of Constructional Steel Research, 2006, Vol. 62(11), 1060-1067. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2006.06.012
• [8] Jurčíková A., Rosmanit M., FEM Model of Joint Consisting RHS and HEA Profiles, Procedia Engineering, 2012, Vol. 40, 183-188. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.077
• [9] Draper J., Modern Metal Fatigue Analysis, EMAS Warrington, England, 2008, 154-196.
• [10] Susmel L., Modified Wöhler curve method, theory of critical distances and Eurocode 3: A novel engineering procedure to predict the lifetime of steel welded joints subjected to both uniaxial and multiaxial fatigue loading, I International Journal of Fatigue, 2008, Vol. 30(5), 888-907. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2007.06.005
• [11] Sonawane R.B., Mankar R.L., Hredeya M. Introduction to finite element analysis of fillet welded joints, International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology, 2017, Vol. 5(12), 363-366.
• [12] Teng T.L., Fung C.P, Chang P.H., Yang W.C., Analysis of residual stresses and distorsions in T-joint fillet welds, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2001, Vol. 78(8), 523-538. https://doi.org/10.1016/S0308-0161(01)00074-6
• [13] Wojsyk K., Kudła K., Consequences of stiffening of welded structures subjected to fatigue load and ways of eliminating negative operational effects (in polish), XXV National Scientific Welding Conference, Poland, Międzyzdroje 2019.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).