Kaksoispienaliitosten hitsin juuren väsymislujuus aksiaali- ja taivutuskuormituksessa
Kuitunen, Juha (2019)
Kandidaatintyö
2019
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019121046566
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019121046566
Tiivistelmä
Kandidaatintyö tehdään LUT-yliopiston teräsrakenteiden laboratoriolle. Työn tavoitteena on tutkia kuinka rakenteen väsymiskestävyys muuttuu, kun taivutuksen osuutta kuormituksesta (DOB, degree of bending) lisätään ja samalla tutkia mitkä ovat kriittisimmät mitoituskriteerit hyvän väsymiskestävyyden saavuttamiseksi.
Tutkimuksessa hyödynnetään analysointina äärellistä elementtiä (FE, Finite Element). Franc2D-ohjelmalla, jolla tutkitaan symmetrisen kaksoispienahitsin väsymiskestävyyttä. Franc2D-ohjelmalla määritetään jännitysintesiteettikertoimet, ja kestoiät lasketaan lineaarista murtumismekaniikkaa hyödyntämällä käyttämällä Parisin lakia, jonka avulla pystytään ennustamaan särönkasvunopeutta.
Kandityössä kerättyjen tulosten perusteella voidaan todeta, kuinka paljon taivutuskuorma vaikutaa rakenteen väsymiskestävyyteen. Tuloksista pystytään myös toteamaan, että tärkeimpänä mitoituskriteerinä on hitsin sulamattoman juuripinnan leveys huomioiden hitsauksen negatiivisen vaikutuksen rakenteen väsymiskestävyyteen The bachelors thesis is made for the Laboratory of Steel Structures at LUT University. The goal of this thesis is to analyze how the fatigue resistance changes, when the degrees of bending (DOB) is increased and also examine what are the parameters of the design to achieve good fatigue resistance.
The study utilizes Franc2D-software to conduct finite element (FE) analysis. The program is used to analyzing the fatigue resistance of symmetric double-sided fillet joints. Franc2D is used to the obtain stress intensity factors (SIFs) and linear elastic fracture mechanics (LEFM), which are then used in contrast with Paris’ law to predict the crack propagation rate.
The effects of the bending load to the fatigue resistance of the structure can be determined from the results gathered in the bachelors work. With the results we can also make a conclusion that the most important measurement criteria is the root surface width, also recognizing the negative effects of welding to the structures fatigue strength.
Tutkimuksessa hyödynnetään analysointina äärellistä elementtiä (FE, Finite Element). Franc2D-ohjelmalla, jolla tutkitaan symmetrisen kaksoispienahitsin väsymiskestävyyttä. Franc2D-ohjelmalla määritetään jännitysintesiteettikertoimet, ja kestoiät lasketaan lineaarista murtumismekaniikkaa hyödyntämällä käyttämällä Parisin lakia, jonka avulla pystytään ennustamaan särönkasvunopeutta.
Kandityössä kerättyjen tulosten perusteella voidaan todeta, kuinka paljon taivutuskuorma vaikutaa rakenteen väsymiskestävyyteen. Tuloksista pystytään myös toteamaan, että tärkeimpänä mitoituskriteerinä on hitsin sulamattoman juuripinnan leveys huomioiden hitsauksen negatiivisen vaikutuksen rakenteen väsymiskestävyyteen
The study utilizes Franc2D-software to conduct finite element (FE) analysis. The program is used to analyzing the fatigue resistance of symmetric double-sided fillet joints. Franc2D is used to the obtain stress intensity factors (SIFs) and linear elastic fracture mechanics (LEFM), which are then used in contrast with Paris’ law to predict the crack propagation rate.
The effects of the bending load to the fatigue resistance of the structure can be determined from the results gathered in the bachelors work. With the results we can also make a conclusion that the most important measurement criteria is the root surface width, also recognizing the negative effects of welding to the structures fatigue strength.