Porównanie energetycznego modelu wyznaczania trwałości zmęczeniowej złączy spawanych z zaleceniami międzynarodowymi
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
W pracy przedstawiono model energetyczny wyznaczania trwałości zmęczeniowej, odniesiony do problemu wyznaczania trwałości złączy spawanych. Zaproponowano połączenie modelu energetycznego opisanego już w literaturze z metodą zastępczego jednostkowego promienia zaokrąglenia. obliczenia przeprowadzono dla krzyżowego złącza spawanego przy obciążeniach stałoamplitudowych (wahadłowe rozciąganie-ściskanie). Dodatkowo, dla celów porównawczych, przeprowadzono obliczenia dla dwóch metod uwzględnionych w zaleceniach międzynarodowych: metody naprężeń nominalnych oraz metody zastępczego jednostkowego promienia zaokrąglenia. otrzymane wyniki obliczeń zostały porównane z wynikami badań eksperymentalnych. Wykazano dużą zgodność wyników obliczeń według zaproponowanego modelu energetycznego z wynikami eksperymentalnymi.
Comparison of energetic approach to international recommendations for fatigue analysis of welded joints
Abstract
An energetic approach for fatigue analysis of welded joints is presented in this paper. Calculations were carried out for transverse stiffener welded element from S355N steel, submitted to fully reversed constant amplitude tension-compression loading. In order to address the issue of stress state in a weld notch, combination of energetic model and effective notch stress method for fatigue analysis is proposed. Procedures that were undertaken and introduced in this study are based on critical plane criterion of fatigue failure for life prediction. Critical plane orientation was determined by the direction of normal vector which is the same as the first principal direction. It is an improvement of the energetic model already proposed in the literature for structural elements. To further illustrate the effectiveness of the presented procedures, fatigue resistance against nominal stress and effective notch stress (fictitious notch radius) was evaluated, according to recommendations from International Institute of Welding. All the calculated fatigue lives were compared to test results. The presented energetic model produced results which closely resemble fatigue test results.
Downloads
Article Details
Creative Commons CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Welding Technology Review (WTR) articles are published open access under a CC BY licence (Creative Commons Attribution 4.0 International licence). The CC BY licence is the most open licence available and considered the industry 'gold standard' for open access; it is also preferred by many funders. This licence allows readers to copy and redistribute the material in any medium or format, and to alter, transform, or build upon the material, including for commercial use, providing the original author is credited.
References
Sonsino C. M., kaufmann H., Demofonti G., Rifisculi S., Sedlacek G., Müller C., Hanus F., Wegmann H. G.: High- Strength steels in welded state for light-weight constructions under high and variable stress peaks, ESCC Steel Research Programme, CSM Roma, LBF Darmstadt, Published by the European Commission, Brussels, 1999.
Łagoda T.: Trwałość zmęczeniowa wybranych złączy spawanych, Studia i monografie Politechniki opolskiej, z.173, oW Politechniki opolskiej, opole, 2005.
Hobbacher A.: Recomendations for fatigue design of welded joint and components, IIW document XIII-2151-07/XV-1254- 07, Paris, May 2007.
Eurocode 3: Design of Steel Structures Part 1-1: General Rules for Buildings, ENV 1993-1-1, European Committee for Standardisation, Brussels 1992.
Japanese Society of Steel Construction (JSSC): Fatigue design recommendations for steel structures [English Version], JSSC Technical Report No. 32. Tokyo: JSSC; 1995.
Łagoda T.: Wyznaczanie trwałości zmęczeniowej złączy spawanych według naprężeń nominalnych, Spajanie materiałów konstrukcyjnych, nr 2 (4)/2009, s. 10-14.
Łukasik T.: Wyznaczanie trwałości zmęczeniowej konstrukcji spawanej metodą linearyzacji naprężeń w punkcie krytycznym, Przegląd Spawalnictwa, nr 4/2010, s. 19-25.
Morgenstern C., Sonsino C.M, Hobbacher A., Sorbo F.: Fatigue design of aluminium welded joints by the local stress concept with the fictitious notch radius of rf = 1 mm, International Journal of Fatigue 28, 2006, s. 881-990.
Radaj D., Sonsino C.M., Fricke W.: Fatigue assessment of welded joints by local approaches, second edition, Woodhead Publishing and CRC Press, Cambridge and Roca Baton, 2006.
Neuber H.: Ãœber die Berücksichtigung der Spannungskonzentration bei Festigkeitsberechnungen, konstruktion 20 (7), 1968, s. 245-251.
Berto F., Lazzarin P., Radaj D.: Fictitious notch rounding concept applied to sharp V-notches: Evaluation of the microstructural support factor for different failure hypotheses. Part I: Basic stress equations, Engineering Fracture Mecha- nics 75, 2008, s. 3060-3072.
Łagoda T.: Energetyczne modele oceny trwałości zmęczeniowej materiałów konstrukcyjnych w warunkach jednoosiowych i wieloosiowych obciążeń losowych, Studia i monografie Politechniki opolskiej, z.121, oW Politechniki opolskiej, opole, 2001.
MSC/PATRAN, MSC. The MacNeal-Schwendler Corporation, ver. 2005.