Levyepäkeskisyyden vaikutus liitoksen väsymislujuuteen tehollisen lovijännityksen menetelmällä

Abstract

Tässä kandidaatin työssä tutkitaan levyepäkeskisyyden vaikutusta kuormaa kantamattoman X-liitoksen väsymislujuuteen käyttämällä tehollisen lovijännityksen menetelmää. Työn tavoitteena on tutkia, kuinka levyepäkeskisyys vaikuttaa liitoksen jännityskonsentraatiokertoimeen ja kuinka eri geometriaparametrit vaikuttavat saatuihin tuloksiin.

Väsymismitoitusmenetelmänä työssä käytetään tehollisen lovijännityksen menetelmää. Työssä keskitytään tutkimaan hitsin rajaviivalta alkavaa väsymistä, sillä se on kriittisempi kuin juuren puolelta alkava väsyminen. Saatujen tulosten perusteella voidaan päätellä, kuinka tutkittavat asiat vaikuttavat liitoksen väsymislujuuteen.

Työn tulosten perusteella voidaan päätellä, että sekä hitsin a-mitan kasvattamisella että liitoslevyn paksuuden kasvattamisella on yhteys jännityskonsentraatiokertoimen suuruuteen. Suurempi a-mitta sekä paksumpi liitoslevy nostavat konsentraatiokerrointa, jolloin liitoksen väsymislujuus alenee. Hitsien välisellä ilmaraolla on myös vaikutusta jännityskonsentraatiokertoimeen. Läpihitsatut rakenteet ovat alttiimpia väsymiselle kuin rakenteet, joiden ilmaraon leveys on yhtä suuri kuin liitoslevyn paksuus. Kun X-liitoksen epäkeskisyyttä kasvatetaan, se alkaa jännityskonsentraatiokertoimen vakioituessa lopulta muistuttamaan T-liitosta.

In this thesis, the effect of plate eccentricity on fatigue strength is examined using effective notch stress method. The aim of the thesis is to research how the eccentricity of the joint affects the stress concentration factor, and how the different geometry parameters affect the results obtained.

The effective notch stress method is used as a fatigue strength assessment approach in this work. The work focuses on examining the fatigue that initiates at the toe of the weld, as it is more critical than fatigue from the root side. Based on the obtained results, it can be studied how the plate eccentricity and different geometry parameters affect the fatigue strength of the joint.

Based on the results of the work, it can be concluded that both the increase in the throat thickness and the increase in the thickness of the joint plate have a connection to the stress concentration factor. A higher throat thickness and a thicker joint plate increase the stress concentration factor, thereby reducing the fatigue strength of the joint. The gap between the welds also have an effect on the stress concentration factor. Structures with full penetration welds are more susceptible to fatigue than structures with gap. When the eccentricity of the X-joint is increased, it begins to represent the T-joint when the stress concentration factor becomes constant.