Tests of Local Stresses in the Geometric Heterogeneity Area of Butt Welded Joints with One-Sided Excess Weld Metal

• Autorzy: Moltasov A. V. , Motrunicz S. I.

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2017.4/5

Warianty tytułu

PL

Badania lokalnego stanu naprężeń w obszarze niejednorodności geometrycznej doczołowych złączy spawanych z jednostronnym nadlewem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article is concerned with the development of analytical testing method related to stresses in stress concentration areas in butt welded joints with one-sided excess weld metal. The innovativeness of this research work consists in taking into consideration the shift of joint cross-section centres of inertia located in the excess weld metal area. The research led to the obtainment of formulas describing stresses in geometric heterogeneity areas triggered by tensile force and bending moment induced by the shift of the inertia centre. The formulas obtained in the research coincide with the results of stress-related numerical modelling. It was ascertained that an increase in eccentricity combined with the distance from the excess weld metal base could lead to greater stresses in the weld root area than those on the weld face side. The research involved the performance of fatigue tests in the high-cycle area of TIG butt welded joints of sheets made of aluminium alloy 1460. It was ascertained that in the specimens having the gentle toe (between the weld and the base material) the crack was initiated in the weld root, which was consistent with calculation-based forecast.

PL

Artykuł jest poświęcony opracowaniu analitycznej metody badań stanu naprężeń w obszarach koncentracji naprężeń w doczołowych złączach spawanych z jednostronnym nadlewem. Nowość naukowa niniejszej pracy polega na uwzględnieniu przesunięcia środków inercji przekrojów złącza, znajdujących się w obszarze nadlewu. W pracy uzyskano wzory matematyczne, które opisują stan naprężeń w obszarach niejednorodności geometrycznej wywołanych przez siłę rozciągająca i moment zginający, wywołany przez przesuniecie środka inercji. Uzyskane wzory są zbieżne z wynikami modelowania numerycznego stanu naprężeń. Ustalono ponadto, że wskutek zwiększenia mimośrodkowości przy oddaleniu od podstawy nadlewu. naprężenia w obszarze grani spoiny mogą być większe niż naprężenia od strony lica. Przeprowadzono badania zmęczeniowe w obszarze wysokocykłowym złączy doczołowych blach cienkościennych ze stopu aluminiowego 1460 wykonanych metoda MIG. Stwierdzono, że w próbkach z łagodnym przejściem pomiędzy spoiną a materiałem podstawowym, powstanie pęknięcia zmęczeniowego zachodzi w grani spoiny, co jest zgodne z przewidywaniami dokonanymi na podstawie obliczeń.

Słowa kluczowe

EN

butt-welded joint; one-sided excess weld metal; stresses; concentration of stresses; eccentricity; fatigue cracking

PL

spoina doczołowa; nadlew; koncentracja naprężeń; ekscentryczność; badania zmęczeniowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 61, No. 4
• Strony: 39--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., wykr., rys., tab.

Twórcy

autor

Moltasov A. V.

• E. O. Paton Electric Welding Institute, the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev

autor

Motrunicz S. I.

• E. O. Paton Electric Welding Institute, the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev

Bibliografia

• [1] Цумарев Ю.А:. Влияние асимметрии односторонних стыковых швов на распределение напряжений в сварном соединении. Сварка и диагностика, 2010, no. 5, pp. 24–27.
• [2] Цумарев Ю.А.: Влияние внецентренного растяжения на напряженное состояние стыкового сварного соединения. Сварочное производство, 2010, no. 6, pp. 6–10.
• [3] Кныш В.В.: Повышение сопротивления усталости тонколистовых сварных соединений алюминиевых сплавов высокочастотной проковкой /В.В. Кныш, И.Н. Клочков, М.П. Пашуля, С.И. Мотрунич/, Автоматическая сварка, 2014, no. 5, pp. 22–29.
• [4] Молтасов А.В.: Применение метода неплоских сечений к определению напряжений в зонах концентрации, вызванной усилением стыкового сварного соединения. Проблемы прочности, 2013, no. 1, pp. 159–167.
• [5] Верховский А.В.: Гипотеза ломаных сечений и её применение к расчёту стержней сложной конфигурации. Известия ТПИ, 1947, no.1 (61), pp. 3–46.
• [6] Молтасов А.В.: Инженерный метод расчёта коэффициента концентрации напряжений в нахлёсточном сварном соединении при растяжении и изгибе. /А.В. Молтасов, И.Н. Клочков, В.В. Кныш/, Вісник НТУУ "КПІ": серія "Машинобудування", 2013, no. 3, pp. 150–157.
• [7] Верховский А.В.: Определение напряжений в опасных сечениях деталей сложной формы. Метод неплоских сечений. /А.В. Верховский, В.П. Андронов, В.А. Ионов, О.К. Лупанова, В.И. Чевкинов/, Москва: Машгиз, 1958, p. 147
• [8] Березовский Б.М.: Особенности формирования зоны перехода от усиления стыкового шва к основному металлу. /Б.М. Березовский, В.А. Стихин/, Вопросы сварочного производства, 1981, no.266, pp. 99–106.
• [9] Neuber H.: Kerbspannungslehre: Theorie der Spannungskonzentration Genaue Berechnung der Festigkeit. Vierte Verlag – Berlin: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2001, 326 – (Klassiker der Technik).

Uwagi

PL

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 64-71.

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).