Effect of shunting zone plastic strains on bend force during the butt welding of rings

• Autorzy: Moltasov A. V. , Tkacz P. N. , Motrunicz S. I.

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2016.6/7

Warianty tytułu

PL

Wpływ odkształceń plastycznych strefy bocznikowania na wielkość siły zginającej podczas zgrzewania doczołowego pierścieni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article is concerned with the development of an analytical method enabling the calculation of force used for the bending of a ring-shaped product during the butt welding allowing for the presence of plastic strains in the shunting zone. The research involved the investigation of principles governing the plastic-elastic strain of curvilinear bars subjected to bending and the development of theoretical foundations enabling the identification of displacements in such bars. The research-related investigation led to the obtainment of analytical equations combining bend force with movements of welding machine fixing clamps, geometrical parameters and physico-mechanical properties of a ring-shaped product material subjected to welding. Using a number of frames as an example, it was demonstrated that plastic strains significantly affected the value of bend force. The calculation results concerning the volume of bend force obtained using the above named analytical method converged with the results obtained using numerical calculations. Appropriate formulas were used to describe the boundaries of elastic and plastic areas of the shunting zone subjected to bending during butt welding. The research resulted in the determination of the critical value of bend force, the exceeding of which led to the deformation of the required geometrical shape of a ring-shaped product subjected to welding.

PL

Artykuł dotyczy opracowania metody analitycznej obliczania siły stosowanej do zginania wyrobu w kształcie pierścienia podczas zgrzewania doczołowego z uwzględnieniem obecności odkształceń plastycznych w strefie bocznikowania. Zbadano reguły odkształcania sprężysto-plastycznego prętów krzywoliniowych w wyniku zginania oraz opracowano podstawy teoretyczne określania przemieszczeń w tych prętach. Uzyskano równania analityczne, który łączą wielkość siły zginania z przemieszczeniami ruchomych szczęk mocujących zgrzewarki, parametrami geometrycznymi i własnościami fizyko-mechanicznymi materiału zgrzewanego wyrobu pierścieniowego. Na przykładzie szeregu wręgów wykazano, że uwzględnienie odkształceń plastycznych posiada istotny wpływ na wielkość siły zginania. Wyniki obliczeń wielkości siły zginającej z zastosowaniem opracowanej metody analitycznej są zbieżne z wynikami obliczeń numerycznych. Za pomocą odpowiednich wzorów opisano granice obszarów sprężystych i plastycznych strefy bocznikowania przy jej zginaniu podczas zgrzewania doczołowego. Określono wielkość krytyczną siły zginającej, przy osiągnięciu której wymagany kształt geometryczny zgrzewanego wyrobu pierścieniowego zostaje zniekształcony.

Słowa kluczowe

EN

flash butt welding; ring; shunting zone; plastic strain; bending force

PL

odkształcenia plastyczne; strefa bocznikowania; zgrzewanie doczołowe pierścieni

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 60, No. 6
• Strony: 48--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Moltasov A. V.

• Instytut Spawalnictwa Elektrycznego im. E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainy, Kijów

autor

Tkacz P. N.

• Instytut Spawalnictwa Elektrycznego im. E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainy, Kijów

autor

Motrunicz S. I.

• Instytut Spawalnictwa Elektrycznego im. E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainy, Kijów

Bibliografia

• 1. Кочергин К А. Контактная сварка / К Л. Кочергин / / Ленинград: "Машиностроение". - 1987. - 240 с.: ил.
• 2. Кабанов Н.С.: Сварка на контактных машинах / Н.С. Кабанов // Учебник для проФес.-техн. учебн. заведений. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Москва, "Высш. школа". - 1973. - 255 с. с илл.
• З.Лукин М.А.: Анализ результатов компьютерного моделирования известных схем деформирования изделий замкнутой Формы при стыковой сварке оплавлением / МЛ. Лукин, А.И. Самаркин // Бетник Псковгу. Серия "Экономические и технические науки". - 2013, № 3. - с. 77 - 84.
• 4. Цвермко П.Н.: Расчёт усилия осадки при контактной стыковой сварке изделий замкнутой Формы / П.Н. Чвертко, А.В. Молтасов, С.М. Самотрясов // Автоматическая сварка. - 2014. - № 1. - С. 50 - 53.
• 5. Молмасов А.В.: Разработка методов расчёта силовых параметров контактной стыковой сварки кольцевых изделий: Дис. на здобуття наукового сту-пеня кандидата техн. наук: 05.03.06; - Захищена 29.12.2015; Затв. 25.02.2016. - Ки(в, 2015. - 132 с.: (л. -Б(блюгр.: с. 119 - 130.
• 6. Биргер ИА.: Сопротивление материалов: Учебное пособиэ / ИА. Биргер, Р.Р. Мавлютов // Москва: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. лит., 1986. - 560 с.
• 7. Пономарёв С.А-' Расчёты на прочность в машиностроении. Том 2. Некторые задачи прикладной теории упругости. Расчёты за пределами упругости. Расчёты на ползучесть / С.Д. Понамарёв, В.Л. Би-дерман, К.К. Лихарев, В.М. Макушин, Н.Н. Малинин, В.И. Феодосьев // Москва, "Машгиз". - 1958. - 974 с.
• 8. Тимошенко С.П.: Сопротивление материалов. Том 1. Элементарная теория и задачи / С.П. Тимошенко // Изд. 2-е, стереотип., Пер. с англ. В.Н. Федорова. -Москва: Наука, 1965. - 363 с.
• 9. Писаренко Г.С.: Ош'р матер|'ал(в: Шдручник / Г.С. Писаренко., ОЛ. Квггка, Е.С. Уманський // За ред. Г.С. Писаренка. - 2-ге вид., допов. ( переробл. -Ки(в: Вища шк., 2004. - 655 с.: ил.
• 10. Малинин Н.Н.: Прикладная тэория пластичности и ползучести. Учебник для студентов втузов / Н.Н. Малинин // Москва: Машиностроение, 1968. - 400 с.
• 11. Феобосьев В.И.: Сопротивление материалов: Учеб. для вузов / В.И. Феодосьев // 10-е изд., перераб. и доп. -Москва: Изд-во МГТУ им. Х.Э. Баумана, 1999. - 592 с.
• 12. Ахиезер Н.И.: Элементы теории эллиптических Функций / Н.И. Ахиезер // Изд. 2-е, перераб. - Москва: Наука, 1970. - 304 с. с илл.
• 13. Jahnke Е.: Таfеln höherer Funktionen / Е. Jahnke, F. Emde, F. Lösch // 6, bearbeitete Auflage. - Stuttgart: B.G. Teubner Verlagsgesellschaft, 1960. -318 s.

Uwagi

PL

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 48-51.

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.