Таблиця

G.1 –

Значення для випадку 1

Table

G.1 –

Values of for case 1

1 – ділянки, повністю вільні від напруження; 2 – ділянки, частково вільні від напруження; 3 –ділянки з залишковими напруженнями

1 – fully stress free regions; 2 – partially stress free regions; 3 – regions with residual stresses

Рисунок

G.1 –

_{Коефіцієнт збільшення втомної міцностіпри 2x10}²_циклах

_Figure

_G.1 –

_{Strength enhancement factorat 2 x10}²_cycles

G.2.2 Випадок 2

G.2.2 Case 2

(1) Цей випадок стосується ділянок виникнення пошкоджень, зв’язаних з зварними або механічно закріпленими з’єднаннями в простих конструкційних елементах, в яких виявлені залишкові напруження , враховуючи будь-які попередні впливи або несумісності.

(1) This applies to initiation sites associated with welded or mechanically fastened connections in simple structural elements, where the residual stresses has been established, taking into account any preaction or lack of fit.

(2) Ефективне значення коефіцієнту напруження повинне визначатися наступним чином:

(2) The effective -ratio should be estimated as follows:

(G.3)

де:

∆σ – діапазон прикладеного напруження.

where:

∆σ – is the applied stress range.

(3) Значення визначаються наступним чином:

(3) The values of are given by

(G.4)

див. також Таблицю G.2 та рисунок G.1

see also Table G.2 and Figure G.1.

Таблиця

G.2 –

Значення для випадку 2

Table

G.2 –

Values of for case 2

G.2.3 Випадок 3

G.2.3 Case 3

(1) Цей випадок стосується ділянок біля зварних з’єднань та складних конструкційних збірних деталей, в яких неможливо контролювати залишкові напруження.

(1) This applies near welded connections and to complex structural assemblies where control of residual stresses is not practicable.

(2) У цьому випадку значення повинне прийматися за одиницю для всіх коефіцієнтів напруження (див. також рис. G.1).

(2) In this case should be taken as unity for all -ratios (see also Figure G.1).

ДОДАТОК H

(ДОВІДКОВИЙ):

збільшення міцності зварних з’єднань

ANNEX H

[INFORMATIVE]

Fatigue strength improvement of welds

H.1 Загальні положення

H.1 General

(1) У випадках, коли втомні тріщини виникають на кромці зварного шва, міцність зварних з’єднань може бути збільшена. Такі методи зазвичай використовуються на найбільш напружених зварних з’єднаннях або для посилення зварних з’єднань, які мають низьку міцність.

(1) In cases where the fatigue cracks would initiate at the weld toe, the capacity of welded joints can be improved. Such methods are normally used at the most highly stressed welds or for improving welds having low strength.

(2) Розглядаються наступні методи:

– машинна обробка або шліфування;

– обтісування дуговим зварюванням вольфрамовим електродом в середовищі інертного газу або плазмою;

– нагартовка (дробеструменева обробка, голкова нагартовка, проковування молотком).

(2) The following methods are considered here:

– Machining or grinding;

– dressing by TIG or plasma;

– peening (shot peening, needle peening or hammer peening).

(3) У випадках, коли були застосовані спеціальні техніки збільшення міцності , у діапазоні напружень впродовж середнього та довгого терміну служби може бути зафіксоване зростання міцності більше, ніж на 30%. Найзначніше збільшення міцності досягається за допомогою комбінації двох методів, таких як машинна обробка (або шліфування) та проковування молотком, коли завдяки використанню індивідуальних можливостей кожного методу отримується подвійне збільшення міцності.

(3) In cases where specified improvement techniques have been employed, an improvement at the mid and long fatigue life region up to 30% measured by stress range may be obtained. The highest improvement is achieved by the combination of two methods like machining (or grinding) and hammer peening where the double improvement of the individual methods can be reached.

(4) Для всіх методів враховуються наступні аспекти:

a) овинна бути доступна підходяща методика роботи;

b) о застосування заходів щодо збільшення міцності необхідно переконатися, що немає тріщин поверхні у критичних локаціях;

c) ака перевірка виконується за допомогою проникаючої фарби або за допомогою застосування інших методів неруйнівного контролю;

d) ри короткому терміні служби, коли місцеві напруження перевищують границю текучості, період виникнення тріщин є незначним (незалежно від наявності надрізів) і збільшення міцності, відповідно, теж є незначним. Тому в такому випадку при розрахунку в 10⁵ циклів збільшення міцності не відбудеться. (Крива в такому випадку змінюється при постіних значеннях при розрахунку в 10⁵ циклів);

e) овинні враховуватися потенційні місця виникнення втомних деформацій окрім тих, що підлягають збільшенню міцності, наприклад, коли збільшення міцності відбувається на кромці зварного шва, то такі локації, як переріз зварного шва та внутрішні тріщини (часткового проникнення) можуть бути обмежуючим фактором;

f) мають враховуватися втомна довговічність та можливість застосування методів зміцнення;

g) ри умовах необмеженості корозії у воді, збільшення міцності часто не відбувається. Методи, які включають компресійні залишкові напруження (нагартовка), є менш чутливими. Тому у таких випадках для досягнення збільшення міцності необхідний антикорозійний захист.

(4) For all methods the following aspects should be considered:

a) suitable work procedure should be available;

b) efore applying the measures for improvement it should be assured that no surface cracks are present in the critical locations;

c) his should be done by dye penetrant or other suitable NDT methods;

d) n the short life region where the local stresses exceed the yield strength the initiation period is a small fraction (irrespective of the notch case) and the improvement is thus small. Hence, there will be no improvement in design at 10⁵ cycles. (The curve is thus rotated with fixed values at 10⁵);

e) otential fatigue fracture locations other than that being improved should be considered: e.g. if the weld toe area is improved, then locations like the weld throat or internal cracks (partial penetration), might be the limiting factor;

f) he fatigue life and the usefulness of improvement methods should be considered;

g) Under freely corroding conditions in water, the improvement is often lost. Methods involving compressive residual stresses (peening) are less susceptible. Corrosion protection is therefore needed if the improvement is to be achieved.

(5) Розрахункові значення зміцнених зварних швів повинні встановлюватися за допомогою випробувань, див. Додаток С.

(5) Design values for improved welds should be established by testing, see Annex C.

H.2 Машинна обробка або шліфування

H.2 Machining or grinding

(1) Машинна обробка може виконуватися за допомогою високошвидкісного ротаційного напильнику. Цей метод має такі переваги, як більш точне значення радіусу, маркування, паралельне до напрямку напруження, та отримання доступу до кутів. Якщо дозволяє доступ, то у якості альтернативи може використовуватися станок для шліфування абразивним диском, див. рис. H.1. В обох випадках повинен ретельно обиратися радіус ріжучої пластини або кромки.

(1) Machining can be performed by a high speed rotary burr cutter and has the advantages of producing a more precise radius definition, leaving marks parallel to the stress direction and gaining access to corners. Alternatively a disk grinder may be used if access permits, see Figure H.1. In both cases the radius of the cutting tip or edge should be correctly chosen.

(2) Щоб переконатися у видаленні чужорідних елементів і.т.д., машинна обробка за допомогою ротаційного напильнику повинна досягати глибини 0.5 мм нижче краю будь-якого підрізу і.т.д., але не повинна перевищувати 2 мм або 5% товщини плити, в незалежності від того, яке значення є меншим, див. рис. H.2. Незначне зменшення товщини плити і відповідне збільшення номінального напруження не є значними при товщині 10 мм або більше. У випадку багатошарового зварного шва повинні бути оброблені як мінімум дві кромки шва. Також потрібно слідкувати за підтриманням належного розміру перерізу шва.

(2) To ensure the removal of intrusions etc. Burr machining has to be extended to a depth of minimum 0.5 mm below the bottom of any visible undercut etc., but should not exceed 2 mm or 5% of the plate thickness, whichever is the less see Figure H.2. The slight reduction in plate thickness and corresponding increase in nominal stress is insignificant for thickness of 10 mm or larger. In the case of multipass welds at least two weld toes should be treated. Care should also be taken to ensure that the required throat size is maintained.

a) обробка ротаційним терпугом; ,b) шліфування абразивним диском

a) burr machining; b) disk grinding

a)повний профіль; b)кромка зварного шва

a) full profile; b) weld toe

Рисунок

H.1 –

_{Методи машинної обробки/шліфування}

Рисунок

H.2 –

_{Геометричні характеристики профілю}

_Figure

_H.1 –

_{Machining/grinding techniques}

_Figure

_H.2 –

_{Profile Geometries}

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

H.3 Dressing by TIG or plasma

(1) Так як дугове зварювання вольфрамовим електродом в середовищі інертного газу – це метод тільки для пластин з товщиною 4 мм або менше, він може використовуватися тоді, коли кромка зварного шва є критичною ділянкою. При переплавлюванні вже існуючої кромки шва вкраплення та підрізи можуть бути видалені, а радіус кромки – збільшений, що в результаті зменшує фактор місцевої концентрації напруження.

(1) While TIG welding is only a practical process for structures made of plates 4 mm thick or less, it can be used for improving the fatigue strength in cases where the weld toe is the critical site. When re-melting the existing toe region inclusions and undercuts can be removed and the toe radius can be increased which reduces the local stress concentration factor.

(2) Слід використовувати стандартне обладнання для дугового зварювання вольфрамовим електродом в середовищі інертного газу без застосування будь-якого фільтраційного матеріалу. Обтісування дуговим зварюванням вольфрамовим електродом в середовищі інертного газу чутливе до професіональних навичок оператора; необхідно підтримувати чистоту поверхні, щоб уникнути виникнення пор. Повинні бути підготовані детальні методики виконання.

(2) Standard TIG dressing equipment should be used, without the addition of any filler material. TIG dressing is sensitive to operator skills and it is important to have clean surfaces to avoid pores. Detailed procedures should be prepared.

(3) Збільшення міцності повинне бути підтверджене випробуваннями.

(3) The improvement should be verified by tests.

H.4 Нагартовка

H.4 Peening

(1) Найкращі результати зазвичай отримуються за допомогою методів, в яких використовуються компресійні залишкові напруження. Найпоширеніші методи – це проковка молотком, голкова нагартовка або дробеструменева обробка. Нагартовка – це процес холодної обробки, при якому поверхня пластично змінюється під впливом інструменту. Оточуючий (пружний) матеріал стискає деформований об`єм. Функціональна дія високої компресії може знизити рівень залишкового напруження і повинна враховуватись при застосуванні спектрів випадкового впливу..

(1) The largest benefits are normally obtained with methods where compressive residual stresses are introduced. The most common methods are hammer peening, needle peening, and shot peening. Peening is a cold working process where the impact of a tool deforms the surface plastically. The surrounding (elastic) material will compress the deformed volume. High compressive service action can decrease the level of residual stress and should be taken into account when applying random action spectra.

(2) Повинні бути підготовлені методики для всіх способів нагартовки: ходи, деформації кромки зварного шва та виїмки для проковки молотком та нагартовки арматурним пучком, інтенсивність, покриття та тестова пластина деформації для дробеструменевої обробки.

(2) Procedures for all peening methods should be prepared: Passes, weld toe deformation, and indentation for hammer and wire bundle peening; intensity, coverage, and Almen strip deformation for shot peening.

ДОДАТОК І

(ДОВІДКОВИЙ)

ливарні сплави

ANNEX I

[INFORMATIVE]

Castings

I.1 Загальні положення

I.1 General

(1) Нижчевказана інформація може застосовуватися для ливарних сплавів при умові, що дотримуються правила розрахунку, вказані у EN 1999-1-1 пункт 3.2.3.1 та його Додатку C.3.4

(1) The following data may be used for castings provided that the rules for calculation of stresses in EN 1999-1-1 clause 3.2.3.1 and its Annex C.3.4 are followed.

(2) Можуть використовуватися правила розрахунку у EN 1999-1-3 для ливарних сплавів, які зазнають втомного навантаження, і правила для сплавів у
EN 1999-1-1, таблиця 3.3, якщо враховуються вимоги I.3.

(2) The design rules in EN 1999-1-3 for castings under fatigue loading, for the alloys given in EN 1999-1-1, Table 3.3, may be used if the additional requirements in I.3 are observed.

I.2 Значення втомної міцності

I.2 Fatigue strength data

I.2.1 Гладкі ливарні сплави

I.2.1 Plain castings

(1) В залежності від необхідного ступіню якості (див. I.3) можуть застосовуватися числові значення ∆σ таблиці I.1.

(1) Depending on the required level of quality, see I.3, the numerical values for ∆σ of Table I.1 may be applied.