ДСТУ-Н Б EN 1999-1-3:20ХХ. Проектування алюмінієвих конструкцій. Частина 1-3. Конструкції, що чутливі до витривалості (59497)

ВСТУП

FOREWORD

IX

Основи програми Єврокоду

Background of the Eurocode programme

1

Статус та галузь застосування Єврокодів

Status and field of application of eurocodes

2

Національні стандарти, що впроваджують Єврокоди

National Standards implementing Eurocodes

4

Зв’язки між Єврокодами та гармонізованими технічними специфікаціями (ENs та ETAs) для виробів

Links between Eurocodes and harmonised technical specifications (ENs and ETAs) for

products

5

Додаткова інформація щодо EN 1999-1-3

Additional information specific for
EN 1999-1-3

5

Національний додаток до EN 1999-1-3

National annex for EN 1999-1-38

6

1 Загальні положення

1 General

7

1.1 Галузь застосування

1.1 Scope

7

1.1.1 Галузь застосування EN 1999

1.1.1 Scope of EN 1999

7

1.1.2 Галузь застосування 1999-1-3

1.1.2 Scope of EN 1999-1-3

8

1.2 Нормативні посилання

1.2 Normative references

9

1.3 Допущення

1.3 Assumptions

9

1.4 Різниця між принципами та правилами застосування

1.4 Distinction betweEN principles and application rules

9

1.5 Терміни та визначення

1.5 Terms and definitions

9

1.5.1 Загальні відомості

1.5.1 General

9

1.5.2 Додаткові терміни. Які використовуються в EN 1999-1-3

1.5.2 Additional terms used in EN 1999-1-3

10

1.6 Позначення

1.6 Symbols

15

1.7 Специфікація для виконання

1.7 Specification for execution

17

1.7.1 Специфікація для виконання

1.7.1 Execution specification

17

1.7.2 Керівництво з експлуатації

1.7.2 Operation manual

18

1.7.3 Керівництво по перевірці та технічному обслуговуванню

1.7.3 Inspection and maintenance manual

18

2 Основи проектування

2 Basis of design

18

2.1 Загальні положення

2.1 General

18

2.1.1 Основні вимоги

2.1.1 Basic requirements

18

2.2 Методики розрахунку на втому

2.2 Procedures for fatigue design

19

2.2.1 Метод проектування, що забезпечує безпечний термін служби

2.2.1 Safe life design

19

2.2.2 Метод проектування з урахуванням допустимих руйнувань

2.2.2 Damage tolerant design

20

2.2.3 Проектування за допомогою випробувань

2.2.3 Design assisted by testing

21

2.3 Втомне навантаження

2.3 Fatigue loading

21

2.3.1 Фактори, що спричиняють виникнення втомного навантаження

2.3.1 Sources of fatigue loading

21

2.3.2 Отримання значень втомного навантаження

2.3.2 Derivation of fatigue loading

22

2.3.3 Еквівалентні втомні навантаження

2.3.3 Equivalent fatigue loading

23

2.4 Часткові коефіцієнти для втомних навантажень

2.4 Partial factors for fatigue loads

24

3 Матеріали, складові частини та з`єднуючі пристрої

3 Materials, constituent products and connecting devices

24

4 Довговічність

4 Durability

25

5 Розрахунок конструкцій

5 Structural analysis

26

5.1 Загальний розрахунок

5.1 Global analysis

26

5.1.1 Загальні положення

5.1.1 General

26

5.1.2 Використання балочних елементів

5.1.2 Use of beam elements

28

5.1.3 Використання мембранних, оболонкових та твердих елементів

5.1.3 Use of membrane, shell and solid elements

29

5.2 Класифікація напружень

5.2 Types of stresses

29

5.2.1 Загальні положення

5.2.1 General

29

5.2.2 Номінальні напруження

5.2.2 Nominal stresses

30

5.2.3 Модифіковані номінальні напруження

5.2.3 Modified nominal stresses

30

5.2.4 Максимальні місцеві напруження

5.2.4 Hot spot stresses

31

5.3 Отримання значень напружень

5.3 Derivation of stresses

33

5.3.1 Отримання значень номінальних напружень

5.3.1 Derivation of nominal stresses

33

5.3.2 Отримання значень модифікованих номінальних напружень

5.3.2 Derivation of modified nominal stresses

33

5.3.3 Отримання значень максимальних локальних напружень

5.3.3 Derivation of hot spot stresses

34

5.3.4 Орієнтація напруження

5.3.4 Stress orientation

35

5.4 Діапазони напружень для окремих ділянок виникнення напружень

5.4 Stress ranges for specific initiation sites

35

5.4.1 Основний матеріал, зварні шви та механічно закріплені з`єднання

5.4.1 Parent material, welds, and mechanically fastened joints

35

5.4.2 Кутові шви та стикові шви з неповним заглибленням

5.4.2 Fillet and partial penetration butt welds

36

5.5 Адгезійні з'єднання

5.5 Adhesive bonds

37

5.6 Ливарні сплави

5.6 Castings

37

5.7 Спектри напруження

5.7 Stress spectra

37

5.8 Розрахунок діапазону еквівалентного напруження для стандартизованих моделей втомного напруження

5.8 Calculation of equivalent stress range for standardised fatigue load models

37

5.8.1 Загальні положення

5.8.1 General

37

5.8.2 Розрахункове значення діапазону напружень

5.8.2 Design value of stress range

38

6 Втомна міцність та деталізовані категорії

6 Fatigue resistance and detail categories

39

6.1 Деталізовані категорії

6.1 Detail categories

39

6.1.1 Загальні положення

6.1.1 General

39

6.1.2 Фактори, що впливають на деталізовану категорію

6.1.2 Factors affecting detail category

39

6.1.3 Конструкційні деталі

6.1.3 Constructional details

39

6.2 Характеристики втомної міцності

6.2 Fatigue strength data

40

6.2.1 Класифіковані конструкційні деталі

6.2.1 Classified constructional details

40

6.2.2 Некласифіковані деталі

6.2.2 Unclassified details

43

6.2.3 Адгезійні з`єднання

6.2.3 Adhesively bonded joints

44

6.2.4 Визначення стандартних величин максимальних локальних напружень

6.2.4 Determination of the reference hot spot strength values

44

6.3 Вплив середнього напруження

6.3 Effect of mean stress

44

6.3.1 Загальні положення

6.3.1 General

44

6.3.2 Плоский матеріал та механічно закріплені з`єднання

6.3.2 Plain material and mechanically fastened joints

44

6.3.3 Зварні з`єднання

6.3.3 Welded joints

45

6.3.4 Адгезійні з`єднання

6.3.4 Adhesive joints

45

6.3.5 Діапазон низької довговічності

6.3.5 Low endurance range

45

6.3.6 Підрахунок циклів для розрахунків коефіцієнту напруження R

6.3.6 Cycle counting for R-ratio calculations

45

6.4 Вплив умов навколишнього середовища

6.4 Effect of exposure conditions

45

6.5 Техніки підвищення втомної міцності

6.5 Improvement techniques

46

Додаток А (обов`язковий): Основи розрахунку втомної міцності

Annex A [normative]: Basis for calculation of fatigue resistance

48

A.1 Загальні положення

A.1 General

48

A.1.1 Вплив втоми на конструкцію

A.1.1 Influence of fatigue on design

48

A.1.2 Механізм відмови

A.1.2 Mechanism of failure

48

A.1.3 Потенційні місця виникнення втомних тріщин

A.1.3 Potential sites for fatigue cracking

49

A.1.4 Умови чутливості до втоми

A.1.4 Conditions for fatigue susceptibility

50

A.2 Метод проектування, щозабезпечує безпечний термін служби

A.2 Safe life design

51

A.2.1 Передумови для методу проектування, що забезпечує безпечний термін служби

A.2.1 Prerequisites for safe life design

51

A.2.2 Підрахунок циклів

A.2.2 Cycle counting

53

A.2.3 Отримання значень спектру навантажень

A.2.3 Derivation of stress spectrum

53

A.3 Проектування з урахуванням допустимих руйнувань

A.3 Damage tolerant design

56

A.3.1 Передумови для проектування з урахуванням допустимих руйнувань

A.3.1 Prerequisites for damage tolerant design

56

A.3.2 Визначення стратегії перевірок для проектування з урахуванням допустимих руйнувань

A.3.2 Determination of inspection strategy for damage tolerant design

57

Додаток В (довідковий): Вказівки щодо оцінювання розростання тріщини за допомогою механіки руйнування

Annex B [informative]: Guidance on assessment of crack growth by fracture mechanics

61

B.1 Сфера застосування

B.1 Scope

61

B.2 Принципи

B.2 Principles

61

B.2.1 Розміри тріщин

B.2.1 Flaw dimensions

61

B.2.2 Співвідношення росту тріщини

B.2.2 Crack growth relationship

62

B.3 Значення розростання тріщини A
та m

B.3 Crack growth data A and m

63

B.4 Геометрична функція y

B.4 Geometry function y

65

B.5 Інтеграція розростання тріщини

B.5 Integration of crack growth

66

B.6 оцінювання максимального розміру тріщини a₂

B.6 Assessment of maximum crack size a₂

66

Додаток С (довідковий): Випробування для розрахунку на втому

Annex C [informative]: Testing for fatigue design

76

C.1 Загальні положення

C.1 General

76

C.2 Отримання значень дійсних навантажень

C.2 Derivation of action loading data

77

C.2.1 Зафіксовані конструкції, що зазнають механічного впливу

C.2.1 Fixed structures subject to mechanical action

77

C.2.2 Зафіксовані конструкції, що зазнають впливу умов зовнішнього середовища

C.2.2 Fixed structures subject to actions due to exposure conditions

78

C.2.3 Рухомі конструкції

C.2.3 Moving structures

78

C.3 Отримання даних напруження

C.3 Derivation of stress data

79

C.3.1 Дані випробувань окремих елементів конструкції

C.3.1 Component test data

79

C.3.2 Дані випробувань конструкції

C.3.2 Structure test data

79

C.3.3 Перевірка історії напруження

C.3.3 Verification of stress history

80

C.4 Отримання значень довговічності

C.4 Derivation of endurance data

80

C.4.1 Випробування окремих елементів конструкції

C.4.1 Component testing

80

C.4.2 Випробування у реальних умовах

C.4.2 Full scale testing

82

C.4.3 Приймання

C.4.3 Acceptance

83

C.5 Значення розростання тріщини

C.5 Crack growth data

87

C.6 Звітування

C.6 Reporting

87

Додаток D (довідковий): Розрахунок напруження

Annex D [informative]: Stress analysis

89

D.1 Використання скінченних елементів для аналізу втоми

D.1 Use of finite elements for fatigue analysis

89

D.1.1 Типи елементів

D.1.1 Element types

89

D.1.2 Подальші вказівки щодо застосування скінченних елементів

D.1.2 Further guidance on use of finite elements

91

D.2 Коефіцієнти концентрації напруження

D.2 Stress concentration factors

91

D.3 Обмеження втоми, під дією багаторазової місцевої втрати стійкості

D.3 Limitation of fatigue induced by repeated local buckling

92

Додаток Е (довідковий): Адгезійні з`єднання

Annex E [informative]: Adhesively bonded joints

94

Додаток F (довідковий): Діапазон малоциклової втоми

Annex F [informative]: Low cycle fatigue range

98

F.1 Вступ

F.1 Introduction

98

F.2 Модифікації кривих ∆σ-N

F.2 Modification to Δσ-N curves

98

F.3 Результати випробувань

F.3 Test data

99

Додаток G (Довідковий) Вплив коефіцієнту напруження R

Annex G [informative]: Influence of R-ratio

100

G.1 Збільшення втомної міцності

G.1 Enhancement of fatigue strength

100

G.2 Випадки збільшення втомної міцності

G.2 Enhancement cases

100

G.2.1 Випадок 1

G.2.1 Case 1

100

G.2.2 Випадок 2

G.2.2 Case 2

101

G.2.3 Випадок 3

G.2.3 Case 3

102

Додаток H (довідковий): Збільшення міцності зварних з`єднань

Annex H [informative]: Fatigue strength improvement of welds

103

H.1 Загальні відомості

H.1 General

103

H.2 Машинна обробка або шліфування

H.2 Machining or grinding

104

H.3 Обтісування дуговим зварюванням вольфрамовим електродом в середовищі інертного газу або плазмою

H.3 Dressing by TIG or plasma

105

H.4 Нагартовка

H.4 Peening

106

Додаток І (довідковий) Ливарні сплави

Annex I [informative]: Castings

107

I.1 Загальні відомості

I.1 General

107

I.2 Значення втомної міцності

I.2 Fatigue strength data

107

I.2.1 Гладкі ливарні сплави

I.2.1 Plain castings

107

I.2.2 Зварний матеріал

I.2.2 Welded material

107

I.2.3 Механічно з`єднані ливарні сплави

I.2.3 Mechanically joined castings

108

I.2.4 Ливарні сплави з адгезійними з`єднаннями

I.2.4 Adhesively bonded castings

108

I.3 Вимоги до якості

I.3 Quality requirements

109

Додаток J (довідковий):Таблиці деталізованих категорій

Annex J [informative]: Detail category tables

110

J.1 Загальні відомості

J.1 General

110

Додаток K (довідковий): Метод стандартної деталі з максимальним місцевим напруженням

Annex K [informative]: Hot spot reference detail method

143

Бібліографія

Bibliography

145