Analiza obliczeniowa metodą elementów skończonych pęknięć zmęczeniowych w złączu stalowym doczołowym z jednostronnymi nakładkami rombowymi

• Autorzy: Wichtowski Bernard , Konecki Krzysztof

Warianty tytułu

EN

The Finite Element Analysis of fatigue cracks in a steel butt joint with one-sided rhomb-shaped cover plates

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badane zmęczeniowo konkretne doczołowe złącza mostowe z nakładkami pękały w przekroju przechodzącym przez ostre krawędzie nakładek; zgodnie z literaturą w sposób trzystopniowy: zarodkowanie, rozwój szczeliny i końcowe dołamanie. Dotychczas nie ustalono ścisłego kryterium rozprzestrzeniania się tych pęknięć, prowadząc badania jedynie na poziomie mikrostruktury. Autorzy artykułu przedstawili analizę naprężeń metodą elementów skończonych dla tych złączy. Uzyskano zaskakujące wyniki, godne dyskusji.

EN

The fatigue-tested butt joints with cover plates kept breaking in the areas located by the sharp edges of the cover plates; as the literature describes it, in a three-step way: crack initiation, growth and final fracture. To date, no strict criterion for the crack propagation has been established as the research has been conducted only at the microstructure level. The authors of the article presented the FEM stress analysis for these joints. The results achieved came as a surprise and they merit further discussion.

Słowa kluczowe

PL

pęknięcie zmęczeniowe; złącze stalowe; złącze doczołowe; nakładka jednostronna; metoda elementów skończonych; MES; analiza obliczeniowa

EN

fatigue crack; steel joint; butt joint; one-sided cover plate; finite element method; FEM; computational analysis

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Inżynieria i Budownictwo
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 77, nr 3
• Strony: 107--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Wichtowski Bernard

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Szczecin

autor

Konecki Krzysztof

• Saferoad Pomerania Sp. z o.o., Szczecin

Bibliografia

• [1] Blicharski M.: Inżynieria materialowa. Stal. WNT, Warszawa 2004.
• [2] Gross C., Kłysz S., Wojnowski W.: Problemy niskocyklowej trwałości zmęczeniowej wybranych stali i połączeń spawanych. Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa 2004.
• [3] Inglis C.E.: Stresses in a plate due to the presence of cracks and sharp corners. Transactions of the Institute of Naval Architects. Vol. 55, 1913.
• [4] Innovative Bridge Design Handbook. Construction, Rehabilitation and Maintenance. Edited by Pipinato A., Elsevier Inc., Amsterdam, Tokyo 2016.
• [5] Kocańda S.: Zmęczeniowe pękanie metali. WNT, Warszawa 1985.
• [6] Kocańda S., Szala J.: Podstawy obliczeń zmęczeniowych. PWN, Warszawa 1997.
• [7] Kühn B. et al: Assessment of existing steel structures: recommendations for estimation of remaining fatigue life. JRC Scientific and Technical Report No. 43401. European Commission, Joint Research Centre, Luxemburg 2008.
• [8] Neimitz A.: Mechanika pękania. PWN, Warszawa 1998.
• [9] Neuber H.: Theory of notch stresses principles for exact stress calculation. J.W. Edwards, Ann Arbor, Michigan 1946.
• [10] SB-LRA. Guideline for Load and Resistance Assessment of Railway Bridges - Advices on the Use of Advanced Methods. Sustainable Bridges VI FP, Brussels 2007.
• [11] Siwowski T.: Trwałość zmęczeniowa drogowych mostów kratownicowych o konstrukcji nitowanej. "Inżynieria i Budownictwo", nr 8/2014.
• [12] Wichtowski B.: Wytrzymałość zmęczeniowa spawanych złączy doczołowych w stalowych mostach kolejowych. Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej nr 572. Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 2002.
• [13] Wichtowski B.: Service durability of the first welded bridges in Poland in the light of their butt joint investigation. "Archives of Civil Engineering", Vol. XLIX, No. 2/2003.
• [14] Wichtowski B., Wichtowski M.: Wytrzymałość zmęczeniowa spoin czołowych z nakładkami według Eurokodu 3. "Przegląd Spawalnictwa", nr 3/2011.
• [15] Wichtowski B.: Assessment of fatigue and selection of steel on constructions of steel bridges welded according to Eurocode 3. "Welding International" Vol. 27, No. 5/2013.
• [16] Wichtowski B., Konecki K.: Rozkład naprężeń w złączu stalowym doczołowym z jednostronnymi nakładkami rombowymi określony metodą elementów skończonych. "Inżynieria i Budownictwo", nr 12/2020.
• [17] Wichtowski B.: Obliczeniowa trwałość zmęczeniowa spoin czołowych z pęknięciami w pasach blachownicowego dźwigara mostu kolejowego. "Welding Technology Review - Przegląd Spawalnictwa", vol. 91, nr 5/2019.
• [18] Wiśniewski D.F., Casas J.R., Ghosn M.: Codes for Safety Assessment of Existing Bridges - Current State and Further Development. "Structural Engineering International", Vol. 22. No. 4/2012.
• [19] Wyrzykowski J.W., Pleszakow E., Sieniawski J.: Odkształcanie i pękanie metali. WNT, Warszawa 1999.
• [20] Wojnowski W.: Niskocyklowa wytrzymałość zmęczeniowa stali St3S. "Inżynieria i Budownictwo", nr 11/1999.
• [21] Wysokowski A.: Trwałość mostów stalowych w funkcji zjawisk zmęczeniowych i korozyjnych. IBDiM, Seria: Studia i Materiały nr 53, Warszawa 2001.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).