Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of Plastic Strains in the Shunting Zone on Force Parameters in the Butt Welding of Chain Links

Moltasov A. V., Kloczkov I. N., Motrunicz S. I., Veruszkin V. V.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2018

|

Vol. 62, No. 2

61--67

EN

The article presents the development of a method enabling the calculation of force necessary to bend a chain link during butt welding, taking into consideration a plastic strain in the shunting zone. The study also discusses technological peculiarities concerned with the welding of single-contact chain links characterised by high bending rigidity and describes principles of the elastic-plastic strain of chain link shunting zone during bending. The work also contains the theoretical justification of the possibility of calculating the value of bending force based on the ultimate limit state and presents an analytical formula identifying the mathematical correlation between ultimate force, geometrical parameters and physico-chemical properties of the welded chain link material. Using an anchor chain as an example, the above-named analytical formula and the Finite Element Method were used to calculate the value of bending force, thereby confirming the reliability of the proposed method. It was ascertained that taking plastic strains into consideration significantly affected calculations results concerning the value of bending force during the butt welding of products having a closed shape and characterised by significant bending rigidity. The value of bending force calculated on the basis of the ideal elasticity of the anchor chain link material was higher (by more than an order of magnitude) than the value of the above-named force calculated taking into consideration plastic strains in the chain shunting zone.

PL

Artykuł dotyczy opracowania metody obliczania siły niezbędnej do gięcia ogniwa łańcucha podczas zgrzewania doczołowego z uwzględnieniem odkształceń plastycznych w strefie bocznikowania. W pracy przedstawiono osobliwości technologiczne zgrzewania jednostykowych ogniw łańcuchów o dużej sztywności zginania oraz opisano reguły sprężysto-plastycznego odkształcenia ich strefy bocznikowania podczas gięcia. Teoretycznie uzasadniono możliwość obliczenia wielkości siły gnącej w oparciu o stan graniczny oraz sformułowano wzór analityczny, który w sposób jawny ustala związek matematyczny pomiędzy siłą graniczną a parametrami geometrycznymi i własnościami fizyko-mechanicznymi materiału zgrzewanego ogniwa łańcucha. Na przykładzie łańcucha kotwicy, za pomocą uzyskanego wzoru analitycznego oraz metody elementów skończonych wykonano obliczenia siły gnącej, co umożliwiło potwierdzenie wiarygodności zaproponowanej metody. Stwierdzono, że uwzględnienie odkształceń plastycznych ma istotny wpływ na wyniki obliczeń siły gnącej podczas zgrzewania doczołowego wyrobów o kształcie zamkniętym cechujących się dużą sztywnością zginania. Wartość siły gnącej obliczona w oparciu o idealną sprężystość materiału ogniwa badanego łańcucha kotwicy jest o ponad rząd wielkości większa od wartości tej siły obliczonej z uwzględnieniem odkształceń plastycznych w strefie bocznikowania ogniwa.

2

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

Moltasov A. V., Motrunicz S. I.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2017

|

Vol. 61, No. 4

39--47

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.

3

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

Moltasov A. V., Tkacz P. N., Motrunicz S. I.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2016

|

Vol. 60, No. 6

48--54

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.

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.