Тип деталі

Detail type

Деталізована категорія

Detail

category

Конструкційна деталь

Constructional detail

Ділянка виникнення пошкодження

Initiation site

Тип зварного шва

Type of weld

Розрахунок напруження

Stress analysis

Вимоги до виконання

Execution requirements

Параметр напруження

Stress parameter

Допустимі концентрації напруження

Stress concentrations already allowed for

Рівень якості²⁾

Quality level ²⁾

Додатково

additional

Внутрішн.

internal

Поверхня та геометр.

surface and

geometric

13.1

23-3,4

Кромка зварного шва

Weld toe

Поперечне з’єднання, товщина < 20 мм, зварне з обох країв

Transverse attachment, thickness < 20 mm, welded on one or both sides

Робочий переріз

Net section

Посилюючий ефект приєднання / концентрація напруження у «твердій точці» з`єднання (у порівн. з рис. 5.2)

Stiffening effect of attachment / stress concentration at “hard point” of connection (compare to Figure 5.2)

C

C

Щодо кутових зварних швів спряження стінки з полицею див. табл. J.5, тип № 5.4 або 5.5

For web-to-flange fillet welds, see Table J.5, type no. 5.4 or 5.5

13.2

18-3,4

Кромка зварного шва

Weld toe

Поздовжне з’єднання, довжина

≥ 100 мм, зварне з обох країв

Longitudinal attachment

length

≥ 100 mm, welded on all sides

13.3

32-4,3

Кромка зварного шва

Weld toe

Хрестовидний або
Т-подібний профіль, повне проварювання

Cruciform or tee, full penetration

13.4

25-4,3

Зварний шов

Weld

Хрестовидний або
Т-подібний профіль двосторонні кутові зварні шви; тріщина корня шва

Cruciform or tee, double sided fillet welds; root crack for

Нетто-переріз товщини зварного шва

Net throat

13.5

20-4,3

Кромка зварного шва

Weld toe

Довжина листа обшивки
≥ 100 mm, зварювання з усіх сторін

Coverplate

length
≥ 100 mm, welded on all sides

Робочий переріз

Net section

¹⁾

²⁾ Відповідно до EN ISO 10042:2005.

¹⁾

²⁾ According to EN ISO 10042:2005.

Рисунок

J.7 –

Криві втомної міцності для приєднань на складаних балках – деталізовані категорії відповідно до табл. _J.13

_Figure

_J.7–

_{Fatigue strength curvesfor attachments on built-up beams – detail categories as in Table J.13}

Таблиця

J.14 –

Числові значення (Н/мм²) для приєднань на складаних балках – деталізовані категорії відповідно до табл. _J.13

Table

J.14 –

Numerical values of (N/mm²) for attachments on built-up beams – detail categories as in Table J.13

Таблиця

J.15 –

Деталізовані категорії для болтових з`єднань

Table

J.15 –

Detail categories for bolted joints

Тип деталі

Detail type

Деталізована категорія

Detail

category

Конструкційна деталь

Constructional detail

Ділянка виникнення пошкодження

Initiation site

Р напруження

Stress

analysis

Вимоги до виконання

Execution requirements

Параметр напруження

Stress parameter

Допустимі концентрації напруження

Stress concentrations

already allowed for

15.1

56-4

Попередньо навантажений (тип тертя), високоміцний сталевий болт

Preloaded (friction type), high

strength steel bolt

Перед отвором (іноді на краю отвора)

In front of hole

(sometimes at edge of hole)

Номінальне напруження, яке базується на властивостях перерізу брутто

Nominal

stress

based on

gross

section

properties

Текстура поверхні, геометричні характеристики отвору для кріплення

Surface texture,

fastener hole geometry;

нерівний розподіл навантаження між рядами болтів

unequal load

distribution

between rows of bolts;

ексцентриситет шляху навантаження лише у симетричних з`єднаннях внапуск з подвійним покриттям

eccentricity of load path in symmetrical double covered lap joints only

З`єднання внапуск з плоскими паралельними поверхнями

Lap joint with flat parallel surfaces.

Машинна обробка лише за допомогою високошвидкісної фрезерувальної головки; просвердлені отвори (з опційним розгортуванням) або перфораційні отвори (з обов’язковим розгортуванням, якщо товщина > 6 мм)

Machining only by high speed milling cutter; holes drilled (with optional reaming) or punched (with compulsory reaming if thickness > 6 mm).

Для попередньо напружених болтів якість повинна бути 8.8 ( Н/мм²) або вище, див. EN 1999-1-1.

For preloaded bolts the quality should be 8.8 ( N/mm²) or higher see EN 1999-1-1.

З`єднання внапуск з плоскими паралельними поверхнями

Lap joint with flat parallel surfaces.

Машинна обробка лише за допомогою високошвидкісної фрезерувальної головки; просвердлені отвори (з опційним розгортуванням) або перфораційні отвори (з обов’язковим розгортуванням, якщо товщина > 6 мм)

Machining only by high speed milling cutter; holes drilled (with optional reaming) or punched (with compulsory reaming if thickness > 6 mm).

Інформація щодо болтів міститься у EN 1999-1-1.

For bolts see EN 1999-1-1.

15.2

56-4

Сталевий болт без попереднього навантаження (типу підшипника)

Non-preloaded (bearing type) steel bolt

На краю отвора

At edge of hole

Номінальне напруження, яке базується на властивостях робочого перерізу

Nominal stress based on net section properties

¹⁾

²⁾ Підтвердження опору сталевих болтів: див. EN 1993-1-9. (Verification of the resistance of steel bolts: see EN 1993-1-9.)

Рисунок

J.8 –

Криві втомної міцності _{для болтових з`єднань- деталізовані категорії відповідно до таблиціJ.15}

_Figure

_J.8–

_{Fatigue strength curvesfor bolted joints – detail categories as in Table J.15}

Таблиця

J.16 –

Числові значення (Н/мм²) _{для болтових з`єднань- деталізовані категорії відповідно до таблиціJ.15}

Table

J.16 –

Numerical values of (N/mm²) for bolted joints – detail categories as in Table J.15

додаток K (довідковий): метод стандартної деталі з максимальним місцевим напруженням

Annex K [informative]: Hot spot reference detail method

(1) У відповідності з даним Додатком для методу визначення втомної міцності стандартної деталі з максимальним місцевим напруженням повинні використовуватися дані, визначені за вимогами даного стандарту.

(1) For the hot spot reference detail fatigue strength method as defined in this Annex, data determined under the requirements of this Standard should be used.

(2) Методика розрахунку полягає в наступному:

a) Необхідно обрати стандартну деталь з відомим втомним опором з таблиці деталізованих категорій, яка максимально схожа на оцінювану деталь по якостям зварювання, геометричним характеристикам та параметрам навантаження;

b) визначити тип напруження, при якому проявляється втомний опір. Зазвичай це номінальне напруження (таке, яке вказане у таблиці деталізованих категорій);

c) створити модель МКЕ стандартної деталі та оцінюваної деталі з однаковим типом закріплення та елементами, які відповідають рекомендаціям, наданим у 5.1;

d) прикласти до стандартної деталі та оцінюваної деталі напруження, визначене у b);

e) визначити діапазони напруження максимального місцевого напруження для стандартної деталі та діапазони напруження максимального місцевого о напруження для оцінюваної деталі;

f) втомна міцність оцінюваної деталі для 2х мільйонів циклів визначається за класом втоми стандартної деталі за допомогою наступного виразу:

(2) The calculation procedure is as follows:

a) Select a reference detail with known fatigue resistance from the detail category tables, which is as similar as possible to the detail being assessed with respect to weld quality and to geometric and loading parameters;

b) identify the type of stress in which the fatigue resistance is expressed. This is usually nominal stress (as in the detail category tables);

c) establish a FEM model of the reference detail and the detail to be assessed with the same type of meshing and elements following the recommendations given in 5.1;

d) load the reference detail and the detail to be assessed with the stress identified in b);

e) determine the hot spot stress ranges of the reference detail and the hot spot stress ranges of the detail to be assessed;

f) the fatigue strength for 2 million cycles of the detail to be assessed is then calculated from the fatigue class of the reference detail by:

(K.1)

g) допустити для оцінюваної деталі такі ж нахили slopes , , як і у стандартної деталі.

g) assume for the detail to be assessed the same slopes , of the reference detail.

(3) У випадку, якщо для підтвердження вирахуваних напружень використовуються контрольні вимірювання, необхідно забезпечити коректне позиціонування тензометричних датчиків поза зоною, яка зазнає теплового впливу.

(3) In case control measurements are performed to verify the calculated stresses, a correct positioning of the strain gauges outside the heat affected zone should be assured.

Примітка. Додаткова інформація щодо методу стандартної деталі міститься у Бібліографії D.3.

NOTE: Additional information to the reference detail method: see Bibliography D.3.

бібліографія

Bibliography

посилання додатку в:

механіка руйнування

References to Annex B:

Fracture mechanics

B.1 Стандарний метод випробування для вимірювання рівню розростання втомної тріщини, ASTM E647-93.

B.1 Standard test method for measurement of fatigue crack growth rates, ASTM E647-93.

B.2 Симуляції коротких тріщин та інших впливів умов низького рівню закриття при використанні -збільшуючих методик розростання втомної тріщини. ASTM STP 1149-1992, pp.197-220.

B.2 Simulations of short crack and other low closure action conditions utilising constant -decreasing fatigue crack growth procedures. ASTM STP 1149-1992, pp.197-220.

B.3 У. Граф: Параметри та методики механіки руйнувань для оцінки втомної поведінки зварюваних алюмінієвих елементів. Доповіді з проектування будівель, Мюнхенський технічний університет, доповідь № 3/92 (дослідження TUM-LME, доповідач Д. Костеас, Мюнхен, 1992).

B.3 Graf, U.: Fracture mechanics parameters and procedures for the fatigue behaviour estimation of welded aluminium components. Reports from Structural Engineering, Technische Universität München, Report No. 3/92 (TUM-LME research rep. D. Kosteas), Munich, 1992.)

B.4 Р. Ондра: Статистична оцінка даних механіки руйнування для формулювання напрямків проектування для зварюваних компонентів в алюмінієвих сплавах. Доповіді з проектування будівель, Мюнхенський технічний університет, доповідь №4/98 (дослідження TUM-LME, доповідач Д. Костеас, Мюнхен, 1998).

B.4 Ondra, R.: Statistical Evaluation of Fracture Mechanic Data and Formulation of Design Lines for welded Components in Aluminium Alloys. Reports from Structural Engineering, Technische Universität München, Report No. 4/98 (TUM-LME research rep. D. Kosteas), Munich, 1998.

B.5 Рівняння коефіцієнту інтенсивності напруження для тріщин у тривимірних тіл кінцевих розмірів. ASTM STP 791, 1983, ст. I-238 - I-265.

B.5 Stress intensity factor equations for cracks in three-dimensional finite bodies. ASTM STP 791, 1983, pp I-238 to I-265.

посилання додатку С:

випробування для розрахунку на втому

References to Annex C:

Testing for fatigue design

C.1 Д. Костеас: Про втомні характеристики алюмінію. Д. Костеас, доктор педагогічних наук, Алюміній на практиці, журнал «Stahlbau Spezial», випуск № 67(1998) Ernst & Sohn, Берлін

C.1 Kosteas, D.: On the Fatigue Behaviour of Aluminium. In: Kosteas, D.(Ed.), Aluminium in Practice, Stahlbau Spezial, issue No. 67(1998) Ernst & Sohn, Berlin.

C.2 Р. Джакард, Д. Костеас, Р. Ондра: Базові документи для кривих розрахунку на втому для зварюваних алюмінієвих компонентів. IIW док. №. XIII-1588-95.

C.2 Jaccard, R., D. Kosteas, R. Ondra: Background Document to Fatigue Design Curves for welded Aluminium Components. IIW doc. No. XIII-1588-95.

посилання додатку D:

Розрахунок напруження

References to Annex D:

Stress analysis

D.1 В.Д. Пілкі: Коефіцієнти концентрації напруження Петерсона, John Wiley and Sons Inc., 1997.

D.1 Pilkey, W. D.: Peterson`s stress concentration factors, John Wiley and Sons Inc., 1997.

D.2 В.С. Янг, Р.Г. Будинас: Формули Роарка для розрахунку напружень та деформацій, McGraw Hill, 2001.

D.2 Young, W. C., Budynas R. G.: Roark`s formulas for stress and strain, McGraw Hill, 2001.

D.3 А. Хоббахер: Рекомендації щодо втоми зварюваних компонентів, док. XIII-1965-03/XV-1127-03, липень 2004.

D.3 Hobbacher, A: Recommendations on fatigue of welded components, IIW Doc. XIII-1965-03/XV-1127-03, July 2004.