Page 27 - Konstrukcje Stalowe Nr 126

DZIAŁ NAUKOWO-TECHNICZNY dr inż. Piotr Sędek, Krzysztof Krasnowski Instytut Spawalnictwa, Gliwice Potrzeby przemysłu – ważnym obszarem badawczym w zakresie wytrzymałości zmęczeniowej 1. Wstęp wy trzy ma ło ści zmę cze nio wej lub roz wo ju te ry stycz nej li nii re gre sji z okre ślo nym praw - pęk nięć dla kon kret ne go za sto so wa nia i opty - do po do bień stwem prze trwa nia (zwy kle oko - No wo cze sne pro ce du ry pro jek to wa nia ma li za cji szcze gó łów kon struk cyj nych nie są ło 97,7% lub przy dwóch od chy le niach stan - kon struk cji sta lo wych oprócz me tod ob li cze - do stęp ne w nor mach i in nych źró dłach. Wy - dar do wych od war to ści śred niej). Do ob li - nio wych, mo de lo wa nia nu me rycz ne go do - ni ki ba dań po win ny być sto so wa ne w kon tro - czeń za kła da się, że ostat nia jest rów no le gła pusz cza ją rów nież ba da nia eks pe ry men tal ne. lo wa nych wa run kach zgod nie z wy ma ga nia - do pierw szej. Cha rak te ry stycz na krzy wa re - W przy pad ku na ra że nia kon struk cji na ob cią - mi norm. gre sji zde fi nio wa na jak wy żej nie po win na że nia zmien ne po ja wia się pro blem wy stę po - Gdy nie ma wy star cza ją cych da nych do ca - prze kra czać 80% od po wied niej war to ści wa nia zja wi ska zmę cze nia ma te ria łu. Nor ma ło ścio we go spraw dze nia ca łej kon struk cji śred niej wy trzy ma ło ści. Po zwa la to na więk - PN -EN 1993-1-9 [1] po da je pro ce du ry pro - za po mo cą ob li czeń, to prze pro wa dza się do - szy roz rzut zmien no ści w pro duk cji, niż spo - jek to wa nia opar te na: me to dzie na prę żeń dat ko wą we ry fi ka cję opar tą na od po wied nim dzie wa ny w po je dyn czym ze sta wie pró bek no mi nal nych i me to dzie na prę żeń geo me - pro gra mie ba daw czym. O po trze bie ba dań zmę cze nio wych. trycz nych. Oby dwie me to dy sto su ją od po - mo że za de cy do wać je den z na stę pu ją cych Nor ma PN -EN 13445-3 [6] rów nież za - wied nie pro ce du ry ob li cze nio we, któ re są po wo dów: wie ra pro ce du ry do ob li cza nia wę złów spa - opi sa ne w nor mie. Oce nę zmę cze nia prze pro - a) hi sto ria lub wid mo od dzia ły wa nia po je - wa nych sto so wa nych w bu do wie zbior ni ków wa dza się sto su jąc me to dę to le ro wa nych dyn czych lub wie lo krot nych ob cią żeń jest ci śnie nio wych, cze go nie ma w kra jo wych uszko dzeń lub me to dę bez wa run ko wej ży - nie osią gal ne al bo jest po za za się giem prze pi sach do ty czą cych ob li cza nia urzą dzeń wot no ści. prak tycz nych me tod ob li cza nia kon struk - ci śnie nio wych [7]. Pod sta wą do ob li czeń wg Me to da to le ro wa nych uszko dzeń za pew - cji. Mo że się to od no sić szcze gól nie do me to dy uprosz czo nej są za kre sy na prę żeń no - nia od po wied nią nie za wod ność kon struk cji kon struk cji ru cho mych ob cią żo nych hy - mi nal nych wy zna czo ne z fluk tu acji ci śnień pod wa run kiem, że w okre sie eks plo ata cji drau licz nie lub ae ro dy na micz nie, na ra żo - wg pro ce dur ob li cze nio wych za war tych kon struk cja jest pod da na kon tro li i za bie gom nych na efek ty re zo nan so we; w nor mie. Cha rak te ry stycz ne wę zły urzą dzeń utrzy ma nia, ma ją cym na ce lu wy kry cie i usu - b) geo me tria kon struk cji jest tak bar dzo ci śnie nio wych ma ją wy zna czo ne cha rak te ry - nię cie uszko dzeń zmę cze nio wych. Me to dę skom pli ko wa na, że wy zna cze nie sił w ele - sty ki zmę cze nio we (kla sy), a re zul ta tem ob li - to le ro wa nych uszko dzeń moż na sto so wać, men tach lub lo kal nych pól na prę żeń nie czeń jest trwa łość zmę cze nio wa. W nor mie je śli w wy pad ku uszko dze nia zmę cze nio we - jest moż li we z za sto so wa niem prak tycz - przed sta wio no rów nież pro ce du rę me to dy go moż li wa jest re dy stry bu cja sił we wnętrz - nych me tod ob li czeń; do kład nej, w któ rej uwzględ nia się miej sco - nych mię dzy ele men ta mi kon struk cji. c) ma te ria ły, szcze gó ły wy mia ro we lub me to - we nie cią gło ści (hot spot) wy ko rzy stu jąc me - Me to da bez wa run ko wej ży wot no ści za - dy wy twa rza nia ele men tów lub po łą czeń to dy po mia ro we (ten so me trycz ne) lub nu me - pew nia od po wied nią nie za wod ność kon - są in ne niż po da ne w ta bli cach ka te go rii rycz ne (MES). Je śli ele men ty ma ją kształt struk cji bez ko niecz no ści re gu lar nych kon - zmę cze nio wych; róż nią cy się od ze sta wio nych przy kła dów tro li na oko licz ność uszko dzeń zmę cze nio - d) pa ra me try roz wo ju pęk nięć są nie zbęd ne wę złów nor ma do pusz cza wy ko na nie ba dań wych w okre sie eks plo ata cji. Me to dę tę sto - do oce ny zmę cze nia me to dą to le ro wa nych zmę cze nio wych. Wg przed sta wio nej pro ce - su je się w przy pad ku, gdy lo kal ne pęk nię cie uszko dzeń. du ry wy zna cza się li nię S -N dla 50% prze - w ja kiejś czę ści mo gło by do pro wa dzić do Ba da nia moż na pro wa dzić na kom plet nych trwa nia ele men tu prób ne go i da lej – od po - znisz cze nia ele men tu lub kon struk cji. pro to ty pach, na kon struk cjach ta kich sa mych wied nio wy trzy ma łość zmę cze nio wą na ba - 6 Nor ma ma bar dzo sze ro kie za sto so wa nie jak te, któ re bę dą zbu do wa ne, lub na ich czę - zie 2 × 10 cy kli (kla sę). asor ty men to we, a no wo ścią w tej nor mie ściach skła do wych. W ana li zie wy ni ków ba - Rze czy wi sta trwa łość wę zła NT okre śla na w po rów na niu z do tych czas sto so wa ny mi dań bie rze się pod uwa gę zgod ność ba da nej jest z wy kre su po przez po mno że nie war to ści w Pol sce [2–4] jest to, że do pusz cza ona wy - kon struk cji lub jej ele men tów pod wzglę dem kla sy otrzy ma nej z eks pe ry men tu przez ko na nie ba dań eks pe ry men tal nych w ce lu ob cią żeń, ma te ria łów, szcze gó łów kon struk - współ czyn nik F (8,8 – 12,5) do bie ra ny w za - wy zna cze nia wy trzy ma ło ści zmę cze nio wej cyj nych i me tod wy twa rza nia – z kon struk cją, leż no ści od licz by pró bek za sto so wa nych ele men tów, w któ rych wy stę pu ją kar by nie - któ ra bę dzie bu do wa na. Za miast da nych nor - do wy ko na nia ba dań eks pe ry men tal nych, tak okre ślo ne w tej nor mie lub w ce lu wy zna cze - mo wych moż na sto so wać tyl ko wy ni ki ba dań jak to po ka za no na ry sun ku 1 [6]. Dla ce lów nia trwa ło ści zmę cze nio wej pro to ty pów, uzy ska ne we dług kon tro lo wa nych pro ce dur. pro jek to wa nia kon struk cji po jaz dów szy no - przy rze czy wi stych lub rów no waż nych Do okre śla nia ob li cze nio wej trwa ło ści zmę - wych rów nież do pusz cza się ba da nia zmę - (w sen sie uszko dzeń) ob cią że niach zmien - cze nio wej na pod sta wie ba dań sto su je się cze nio we [8]. Ba da ne mo że być ca łe pu dło nych. pro ce du ry oce ny sta ty stycz nej. W ana li zie po jaz du lub je go ele ment. Ba da nia na le ży Nor ma PN -EN 1999-1-3 [5] przed sta wia sta ty stycz nej wy zna cza się po ziom śred ni wy ko nać je śli ob li cze nia obar czo ne są du - pro ce du ry ob li cze nio we kon struk cji ze sto - i od chy le nie stan dar do we, przy za ło że niu żym współ czyn ni kiem nie pew no ści, al bo pów alu mi nium z uwzględ nie niem zmę cze - roz kła du nor mal ne go dla za ob ser wo wa nej kie dy bra ku je da nych eks plo ata cyj nych dla nia i w tej nor mie sto su je się oce nę zmę cze - licz by cy kli (zmien nej za leż nej) i da nej war - da nych ele men tów. Wy ko nu je się je wg nia przy po mo cy me to dy to le ro wa nych to ści na prę żeń (zmien na nie za leż na), wy ra - trzech ty pów pro ce dur. Pierw sza jest re ali - uszko dzeń lub me to dy bez wa run ko wej ży - żo nych w ska li lo ga ryt micz nej. Oce na ta mo - zo wa na na ele men tach ob cią żo nych w spo - wot no ści. Eks pe ry men tal ną oce nę zmę cze nia że opie rać się tak że na ana li zie re gre sji krzy - sób od po wia da ją cy peł ne mu za kre so wi eks - sto su je się wte dy, gdy nie zbęd ne da ne do ty - wej log∆σ-logN dla róż nych za kre sów ży - plo ata cji, a wy ma ga niem jest przej ście bez czą ce ob cią że nia, od po wie dzi kon struk cji, wot no ści, przy za ło że niu śred niej lub cha rak - żad nych pęk nięć za da nej licz by cy kli ob cią - 27 luty 2014 1(126)