Таблиця

2.1 –

Рекомендовані часткові коефіцієнти для інтенсивності та кількості циклів в спектрі втомного навантаження

Таble

2.1 –

Recommended partial factors for intensity and number of cycles in the fatigue load spectrum

0

1,5

1,4

1

1,3

1,2

2

1,1

1,0

3 матеріали, складові частини та з’єднуючі пристрої

3 Materials, constituent products and connecting devices

(1) Правила проектування, зазначені у
EN 1999-1-3, відносяться до складових частин компонентів та конструкцій, що перелічені у 1999-1-1:05-2005, окрім сплавів з низькою міцністю EN AW-3005, EN AW-3103, EN AW-5005, EN AW-8011A з будь-якими ступінями твердості, та
EN AW-6060 із показником ступенем твердості T5.

(1) The design rules of EN 1999-1-3 apply to constituent products in components and structures as listed in 1999-1-1:05-2005 with the exception of the low strength alloys
EN AW-3005, EN AW-3103, EN AW-5005,
EN AW-8011A in all tempers, and
EN AW-6060 in temper T5.

Примітка 1. Не існує надійної інформації щодо характеристик втомної міцності вищезгаданих ступеней твердості та сплавів з низькою міцністю. Національний додаток може надавати інформацію щодо характеристик втомної міцності таких сплавів та ступінів твердості відповідно. Випробування для отримання даних повинні проводитися у відповідності з вимогами Додатку С.

NOTE 1: For the above mentioned low strength alloys and tempers no reliable fatigue data exist. The National Annex may give fatigue data for such alloys and tempers, respectively. Tests to obtain the data should be carried out in accordance with Annex C.

Примітка 2. Інформацію щодо ливарних сплавів див. у Додатку І.

NOTE 2: For castings see Annex I.

(2) EN 1999-1-3 поширюється на компоненти з відкритими та пустотілими профілями, включаючи елементи, що розроблені з поєднання даних продуктів.

(2) EN 1999-1-3 covers components with open and hollow sections, including members built up from combinations of these products.

(3) EN 1999-1-3 поширюється на компоненти та конструкції з наступними з’єднуючими пристроями:

– Дугове зварювання (дугове зварювання металевим електродом в інертному газі та дугове зварювання вольфрамовим електродом в інертному газі);

– сталеві болти, що перераховані у EN 1999-1-1, таблиця 3.4.

(3) EN 1999-1-3 covers components and structures with the following connecting devices:

– Arc welding (metal inert gas and tungsten inert gas);

– steel bolts listed in EN 1999-1-1, Table 3.4.

Примітка. Інформацію щодо адгезійного з’єднання див. у Додатку Е.

NOTE: For adhesive bonding see Annex E.

(4) Інформація щодо розрахунку на втому та оцінки стальних болтів на розтяг та зсув знаходиться у EN 1993-1-9, табл. 8.1.

(4) For the fatigue design and verification of steel bolts in tension and shear see
EN 1993-1-9, Table 8.1.

4 Довговічність

4 Durability

(1) Дані щодо втоми, надані у EN 1999-1-3, можуть застосовуватися при нормальних атмосферних умовах до температури 100 °C. У випадку зі сплавом EN AW-5083 при температурі більше, ніж 65 °C інформація щодо втомної міцності, наведена у EN 1999-1-3, не може бути використана, якщо не забезпечене покриття для ефективного захисту від корозії.

(1) Fatigue strength data givEN in EN 1999-1-3 are applicable under normal atmospheric conditions up to temperatures of 100 °C. However in the case of alloy EN AW-5083, at temperatures of more than 65°C fatigue strength data in EN 1999-1-3 do not apply unless an efficient corrosion preventing coating is provided.

(2) Дані щодо втомної міцності не можуть бути застосовані під впливом умов агресивного навколишнього середовища. Вказівки щодо матеріалів та умов навколишнього середовища надані у 6.2
та 6.4.

(2) Fatigue strength data may not be applicable under all conditions of aggressive exposure. Guidance on materials and exposure conditions is given in 6.2 and 6.4.

Примітка. Національний додаток може надавати подальші дані щодо терміну експлуатації, основані на місцевих умовах навколишнього середовища.

NOTE: The National Annex may give further information on durability, based on local exposure conditions.

(3) Для адгезійно зв’язаних з’єднань мають розглядатися особливі умови та впливи навколишнього середовища.

(3) For adhesively bonded joints special environmental conditions and effects may have to be considered.

Примітка. Див. Додаток Е.

NOTE: See Annex E.

5 РозрахунОк конструкцій

5 Structural analysis

5.1 Загальний розрахунок

5.1 Global analysis

5.1.1 Загальні положення

5.1.1 General

(1) Повинний бути обраний такий метод розрахунку, що забезпечує точне передбачення реакції пружнього напруження конструкції на визначену дію втоми. При цьому максимальні та мінімальні піки напруження, визначені в історії напружень, повинні бути настільки незначними, щоб ними можна було знехтувати, див. рис. 5.1,

(1) The method of analysis should be selected so as to provide an accurate prediction of the elastic stress response of the structure to the specified fatigue action, so that the maximum and minimum stress peaks in the stress history are determined, see Figure 5.1. аre sufficiently small they may be neglected.

Примітка. Відповідно до EN 1990-1-1, пружна модель для статичної перевірки (для границі міцності або експлуатаційної надійності) не обовязково має бути достатньою для оцінки втоми.

NOTE: An elastic model used for static assessment (for the ultimate or serviceability limit state) in accordance with EN 1990-1-1 may not necessarily be adequate for fatigue assessment.

а) Постійна амплітуда

а) Constant amplitude

б) Перемінна амплітуда

b) Variable amplitude

1 –пік напруження; 2 – точка мінімуму; 3 –цикл напруження; o – точка зміни напруження

–максимальне напруження; –мінімальне напруження; –середнє напруження; –діапазон напруження; – амплітуда напруження

1 – stress peak; 2 – stress valley; 3 – stress cycle; o – stress turning point

– maximum stress; – minimum stress; – mean stress; – stress range; – stress amplitude

Рисунок

5.1 –

Термінологія, що стосується істопії напружень та циклів

Figure

5.1 –

Terminology relating to stress histories and cycles

(2) Динамічні впливи повинні бути включені в розрахунок історії напружень, окрім випадків, коли було прикладене еквівалентне навантаження, яке спричиняє такі самі впливи.

(2) Dynamic effects should be included in the calculation of the stress history, except where an equi valent action is being applied which already allows for such effects.

(3) Якщо пружня реакція залежить від ступеня загасання, це повинно визначатися випробуваннями.

(3) Where the elastic response is affected by the degree of damping this should be determined by test.

Примітка.. Див. Додаток С.

NOTE: See Annex C.

(4) Не дозволяється допущення перерозподілу сил між елементами в статично невизначених конструкціях.

(4) No plastic redistribution of forces between members should be assumed in statically indeterminate structures.

(5) Вплив жорсткості будь-яких інших матеріалів, які постійно закріплені до алюмінієвої конструкції, повинні бути прийняти до уваги в процесі розрахунку у пружній стадії.

(5) The stiffening effect of any other materials which are permanently fixed to the aluminium structure should be taken into account in the elastic analysis.

(6) Моделі для загального розрахунку статично невизначених конструкцій та гратчастих рам з жорсткими або напівжорсткими з’єднаннями (наприклад, моделі кінцевих елементів) повинні бути засновані на пружних властивостях матеріалу, окрім випадків, коли дані щодо деформацій були отримані з конструкцій прототипів або точно виміряних фізичних моделей.

(6) Models for global analysis of statically indeterminate structures and latticed frames with rigid or semi rigid joints (e.g. finite element models) should be based on elastic material behaviour, except where strain data have been obtained from prototype structures or accurately scaled physical models.

Примітка. Термін «кінцевий елемент» використаний для позначення аналітичних методів, в яких конструкційні елементи та з’єднання представлені стержнем, балкою, мембранною оболонкою, твердим тілом або іншою формою елементів. Ціллю розрахунку є визначення стану напруження, при якому забезпечується сумісність переміщень та статичної (або динамічної) рівноваги

NOTE: The term finite element is used to express analytical techniques where structural members and joints are represented by arrangements of bar, beam, membrane shell, solid or other element forms. The purpose of the analysis is to find the state of stress where displacement compatibility and static (or dynamic) equilibrium are maintained.

5.1.2 Використання балочних елементів

5.1.2 Use of beam elements

(1) Балочні елементи повинні бути придатними для загального розрахунку балки, рамних або гратчастих конструкцій з урахуванням обмежень (2)-(7), приведених нижче.

(1) Beam elements should be applicable to the global analysis of beam, framed or latticed structures subject to the limitations in (2) to (7) below.

(2) Балочні елементи не повинні використовуватися для аналізу втоми підкріплених пластин конструкцій плоских та оболонкових елементів, або для ливарних або кованих елементів, якщо вони не простої призматичної форми.

(2) Beam elements should not be used for the fatigue analysis of stiffened plate structures of flat or shell type members or for cast or forged members unless of simple prismatic form.

(3) Осьові, згинальні, зсувні та крутильні жорсткісні властивості перерізу балочних елементів повинні бути розраховані у відповідності з лінійною теорією пружності, при допущенні, що плоскі перерізи залишаються плоскими. В будь-якому випадку, викривлення поперечного перерізу, спричинене крутінням, повине прийматися до уваги.

(3) The axial, bending, shear and torsional section stiffness properties of the beam elements should be calculated in accordance with linear elastic theory assuming plane sections remain plane. However warping of the cross-section due to torsion should be considered.

(4) Якщо балочні елементи використовуються в конструкціях з елементами відкритого перерізу, або зі схильними до викривлення елементами з пустотілих профілів, які зазнають впливу крутіння, елементи повинні мати як мінімум 7 ступінів свободи, включаючи викривлення. В якості альтернативи для моделювання поперечного перерізу потрібно використовувати оболонкові елементи.

(4) Where beam elements are used in structures with open section members or hollow section members prone to warping, which are subjected to torsional forces, the elements should have a minimum of 7 degrees of freedom including warping. Alternatively, shell elements should be used to model the cross-section.

(5) В властивостях перерізу балочних елементів, що прилягають до точок перетину елементів, потрібно врахувати підвищення жорсткісті, внаслідок розміру ділянки з’єднання та наявністі додаткових компонентів (наприклад, фасонок, стикових накладок і.т.д.).

(5) The section properties for the beam elements adjacent to member intersections should take into account the increased stiffness due to the size of the joint region and the presence of additional components (e.g. gussets, splice plates, etc.).

(6) Жорсткісні характеристики балочних елементів, що використані для моделювання зони з’єднання на кутових перетинах між відкритими або пустотілими елементами, де їх поперечні перерізи не повністю проходять крізь з’єднання (наприклад, непосилені трубчаті вузли), або якщо конструкційна деталь є напівжорсткою (наприклад, пластина з болтовим кінцевим з’єднанням або з’єднання підпорки з кутиків), повинні оцінюватися за допомогою оболонкових елементів або приєднання елементів за допомогою пружин. Пружини повинні мати ефективну жорсткість для кожного ступеня свободи, їх жорсткість повинна визначатися за допомогою випробувань або моделей оболонкових елементів з’єднання.

(6) The stiffness properties of beam elements used to model joint regions at angled intersections between open or hollow members where their cross-sections are not carried fully through the joint (e.g. unstiffened tubular nodes), or where the constructional detail is semi-rigid (e.g. bolted end plate or angle cleat connections), should be assessed either using shell elements or by connecting the elements via springs. The springs should possess sufficient stiffness for each degree of freedom and their stiffness should be determined either by tests or by shell element models of the joint.

(7) Якщо балочні елементи використовуються для моделювання конструкції з ексцентриситетами між осями елементів на з’єднаннях або якщо навантаження та обмеження прикладаються до елементів не на їх осях, то на даних позиціях слід використовувати елементи з жорстким з’єднанням, щоб підтримувати необхідну статичну рівновагу. За потреби необхідно використовувати пружини, як вказується у (6).

(7) Where beam elements are used to model a structure with eccentricities between member axes at joints or where actions and restraints are applied to members other than at their axes, rigid link elements should be used at these positions to maintain the correct static equilibrium. Similar springs as in (6) should be used if necessary.

5.1.3 Використання мембранних, оболонкових та твердотілих елементів

5.1.3 Use of membrane, shell and solid elements

(1) Мембранні елементи повинні застосовуватися лише до тих частин конструкції, в яких можна нехтувати згинальним напруженням.

(1) Membrane elements should only be applicable to those parts of a structure where out-of-plane bending stresses are known to be negligible.

(2) Оболонкові елементи повинні застосовуватися до всіх типів конструкцій, окрім тих, де використовуються литі, ковані або машинні елементи складної форми, що включають тривимірні ділянки напружень. У такому випадку слід використовувати тверді елементи.

(2) Shell elements should be applicable to all structural types except where cast, forged or machined members of complex shape involving 3-dimensional stress fields are used, in which case solid elements should be used.

(3) Якщо мембранні або оболонкові елементи використовуються в рамках загального розрахунку для того, щоб приймати в розрахунок загальну концентрацію напружень, подібно до тиго, що вказано у 5.2.2, розмір ячейки сітки повинен бути достатньо малий в тій частині елементу, де можливе виникнення пошкоджень, щоб повністю оцінити вплив.

(3) Where membrane or shell elements are used within the global analysis to take account of gross stress concentrating effects such as those listed in 5.2.2, the mesh size should be small enough in the part of the member containing the initiation site to assess the effect fully.

Примітка. Див. Додаток D.

NOTE: See Annex D.

5.2 Класифікація напружень

5.2 Types of stresses

5.2.1 Загальні положення

5.2.1 General

(1) Можуть використовуватися три різних типи напружень:

а) Номінальне напруження, див. 5.2.2. Отримання значень номінального напруження див. у 5.3.1;

b) модифіковане номінальне напруження, див. 5.2.3. Отримання значень модифікованого номінального напруження див. у 5.3.2;

c) максимальні місцеві напруження, див. 5.2.4 та 5.3.3.

(1) Three different types of stresses may be used, namely:

a) Nominal stresses, see 5.2.2. For derivation of nominal stress see 5.3.1;

b) modified nominal stresses, see 5.2.3. For derivation of modified nominal stresses see 5.3.2;

c) hot spot stresses, see 5.2.4 and 5.3.3.

5.2.2 Номінальні напруження

5.2.2 Nominal stresses

(1) Номінальні напруження (див. рис. 5.2 ) повинні використовуватися для оцінки ділянок виникнення пошкоджень в простих елементах та з’єднаннях, якщо дотримуються наступні умови:

a) конструкційні деталі, з’єднані з ділянками виникнення пошкоджень, представлені деталізованими категоріями, або

b) деталізовані категорії були встановлені випробуваннями, в яких результати виражені в показниках номінального напруження.

(1) Nominal stresses, see Figure 5.2 should be used directly for the assessment of initiation sites in simple members and joints where the following conditions apply:

a) the constructional details associated with the initiation site are represented by detail categories, or

b) the detail category has been established by tests where the results have been expressed in terms of the nominal stresses;

Примітка. Випробування повинні проводитися відповідно до вказівок Додатку С.

NOTE: Tests should be in accordance with Annex C.

c) поблизу ділянок виникнення пошкоджень немає загальних геометричних впливів, таких, як вказані у 5.2.3.

c) gross geometrical effects such as those listed in 5.2.3 are not present in the vicinity of the initiation site.

5.2.3 Модифіковані номінальні напруження

5.2.3 Modified nominal stresses

(1) Модифіковані номінальні напруження повинні використовуватися в місцях наявності номінальних напружень, де ділянки виникнення пошкоджень знаходяться поблизу одного або більше наступних геометричних впливів концентрації напруження, при умові, що враховуються пункти 5.2.1(a) та (b):

a) загальні зміни форми поперечного перерізу, наприклад, прорізи або вхідні кути;

b) загальні зміни жорсткості навколо поперечного перерізу елемента в нежорстких кутових з’єднаннях між відкритими перерізами або пустотілими профілями;

c) зміни напрямку або вирівнювання, що перевищують значення, вказані в таблицях деталізованих категорій;

d) запізнений зсув на широкій плиті;

(1) Modified nominal stresses should be used in place of nominal stresses where the initiation site is in the vicinity of one or more of the following gross geometrical stress concentrating effects (see Figure 5.2) provided that conditions 5.2.1(a) and (b) still apply:

a) Gross changes in cross section shape, e.g. at cut-outs or re-entrant corners;

b) gross changes in stiffness around the member cross-section at unstiffened angled junctions between open or hollow sections;

c) changes in direction or alignment beyond those permitted in detail category tables;

d) shear lag in wide plate;

Примітка. Див. EN 1999-1-1, K.1.

NOTE: See EN 1999-1-1, K.1.

e) деформація пустотілих елементів;

f) вплив нелінійного поперечного згину в гнучких плоских плитах, наприклад, в перерізах класу 4, в яких статичне навантаження наближене до пружного критичного навантаження, наприклад, у ділянках розтягу в стінках.

e) distortion of hollow members;

f) non-linear out-of-plane bending effects in slender flat plates, e.g. class 4 sections, where the static stress is close to the elastic critical stress, e.g. tension-field in webs.

Примітка. Див. Додаток D.

NOTE: See Annex D.

(2) Вищевказані геометричні впливи концентрації напружень повинні прийматися в розрахунок за допомогою коефіцієнту , див. рисунок 5.2, що визначається як теоретична концентрація напруження, що вирахувана для лінійного пружного матеріалу, без урахування усіх впливів (локальних або геометричних), які вже включені в криву втоми класифікованої конструкційної деталі, що розглядається як стандартна.

(2) The above geometrical stress concentrating effects should be taken into account through the factor , see Figure 5.2, defined as the theoretical stress concentration evaluated for linear elastic material omitting all the influences (local or geometric) already included in the fatigue strength curve of the classified constructional detail considered as a reference.

5.2.4 Максимальні місцеві напруження

5.2.4 Hot spot stresses

(1) Максимальні місцеві напруження повинні використовуватися лише при дотриманні наступних умов:

a) ділянка, де виникає напруження – це кромка зовнішньої поверхні зварного шва в з’єднанні з складними геометричними характеристиками, де номінальне напруження чітко не визначено.

(1) Hot spot stresses may be used only where the following conditions apply:

a) The initiation site is a weld toe in a joint with complex geometry where the nominal stresses are not clearly defined;

Примітка. Через значний вплив зони, що зазнає високої температури, на міцність зварюваних алюмінієвих компонентів, досвід експлуатації стальних конструкційних деталей не підходить для алюмінія.

NOTE: Due to the large influence of the heat affected zone in the strength of welded aluminium components, the experience from structural steel details is not generally applicable for aluminium.

b) деталізована категорія для максимального місцевого напруження визначена за допомогою випробувань, а результати виражені в показниках максимальних місцевих напружень для відповідного режиму функціонування;

с) згинальні напруження оболонки виникають у рухомих з’єднаннях і враховуються відповідно до to 5.1.2 (6);

b) a hot spot detail category has been established by tests and the results have been expressed in terms of the hot spot stress, for the appropriate action mode;

c) shell bending stresses are generated in flexible joints and taken into account according to 5.1.2 (6);

Примітка. Див. Додатки C, D та K.

NOTE: See Annexes C, D and K.

d) дані щодо отримання значень максимальних місцевих напружень знаходяться у 5.3.3 та 6.2.4.

d) for derivation of hot spot stresses see 5.3.3 and 6.2.4.

a) Місцева концентрація напружень у кромці зовнішньої поверхні зварного шва;

1–зона виникнення тріщини; 2 – лінійний розподіл навантаження, коефіцієнт напруження для кромки зовнішньої поверхні зварного шва на z не розрахований

a) Local stress concentration at weld toe;

1– crack initiation site; 2 – linear stress distribution, weld toe stress factor at z not calculated

b) Загальна концентрація напруження на великому отворі

= діапазон номінальних напружень; = діапазон модифікованих номінальних напружень на ділянці виникнення X, що спричинені великим отвором.; 3 –нелінійне напруження; 4 – зварний шов; 5 – великий отвір

b) Gross stress concentration at large opening

= nominal stress range; = modified nominal stress range at initiation site X due to the

opening; 3 – non-linear stress distribution; 4 – weld; 5 – large opening

с) Місце жорсткого з’єднання ;

= діапазон номінальних напружень ; = діапазон модифікованих номінальних напружень на ділянці виникнення X, що спричинені геометричним впливом концентрації навантажень

c) Hard point in connection;

= nominal stress range; = modified nominal stress range at initiation site X due to the

geometrical stress concentration effects

Рисунок

5.2 –

Приклади номінальних та модифікованих номінальних напружень.

_Figure

_5.2–

_{Examples of nominal and modified nominal stresses}.

5.3 Отримання значень напружень

5.3 Derivation of stresses

5.3.1 Отримання значень номінальних напружень

5.3.1 Derivation of nominal stresses

5.3.1.1 Конструкційні моделі, в яких використовуються балочні елементи

5.3.1.1 Structural models using beam elements

(1) Осьові та дотичні напруження в місці виникнення повинні розраховуватися з осьових, згинальних, зсувних та крутильних впливів за допомогою лінійних пружних властивостей перерізу.

(1) The axial and shear stresses at the initiation site should be calculated from the axial, bending, shear and torsional action effects at the section concerned using linear elastic section properties.

(2) Площі поперечних перерізів та показники перерізів повинні враховувати будь-які спеціальні вимоги конструкційної деталі.

(2) The cross-sectional areas and section moduli should take account of any specific requirements of a constructional detail.

5.3.1.2 Конструкційні моделі, в яких використовуються мембранні, оболонкові або твердотілі елементи

5.3.1.2 Structural models using membrane, shell or solid elements

(1) Якщо розподіл осьового напруження є лінійним уздовж перерізу елемента по обом осям, то напруження на ділянці виникнення можуть використовуватися безпосередньо.

(1) Where the axial stress distribution is linear across the member section about both axes, the stresses at the initiation point may be used directly.

(2) Якщо розподіл осьового напруження є нелінійним уздовж перерізу елемента по обом осям, то напруження уздовж перерізу повинні бути об’єднані, щоб отримати осьові зусилля та згинальні моменти.

(2) Where the axial distribution is non-linear across the member section about either axis, the stresses across the section should be integrated to obtain the axial force and bending moments.

Примітка. Вищевказані значення повинні використовуватися у поєднанні з відповідною зоною поперечного перерізу та показниками перерізів, щоб отримати номінальні напруження.

NOTE: The latter should be used in conjunction with the appropriate cross-sectional area and section moduli to obtain the nominal stresses.

5.3.2 Отримання значень модифікованих номінальних напружень

5.3.2 Derivation of modified nominal stresses

5.3.2.1 Конструкційні моделі, в яких використовуються балочні елементи

5.3.2.1 Structural models using beam element

(1) Номінальне напруження повинне бути помножено на відповідні коефіцієнти концентрації пружного напруження відповідно до розташування ділянки виникнення і типу поля напруження.

(1) The nominal stresses should be multiplied by the appropriate elastic stress concentration factors according to the location of the initiation site and the type of stress field.

(2) повинен враховувати усі геометричні неоднорідності, окрім тих, які включені в деталізовану категорію.

(2) should take into account all geometrical discontinuities except for those already incorporated within the detail category.

(3) повинен визначатися відповідно до одного з наступних підходів:

a) Стандартні вирішення для коефіцієнтів концентрації напруження;

(3) should be determined by one of the following approaches:

a) Standard solutions for stress concentration factors;

Примітка. Див. D.2.

NOTE: See D.2

b) розподіл на підконструкції оточуючої геометрії використовуючи оболонкові елементи з врахуванням (2), та прикладаючи номінальні напруження до границь;

c) вимірювання пружних деформацій фізичної моделі, що включає загальні геометричні неоднорідності, але не включає характеристики, які вже внесені в деталізовану категорію (див. (2)).

b) substructuring of the surrounding geometry using shell elements taking into account (2), and applying the nominal stresses to the boundaries;

c) measurement of elastic strains on a physical model which incorporates the gross geometrical discontinuities, but excludes those features already incorporated within the detail category (see (2)).

5.3.2.2 Конструкційні моделі, в яких використовуються мембранні, оболонкові або твердотілі елементи

5.3.2.2 Structural models using membrane, shell or solid elements

(1) Якщо модифіковане номінальне напруження повинне бути визначене за допомогою загального розрахунку на ділянці виникнення, воно має обиратися на наступній основі:

a) локальні концентрації напружень, такі як напруження конструкційної деталі або зварного профілю, які вже включені в деталізовану категорію, не повинні враховуватися;

b) ячейка в ділянці виникнення пошкодження повинна бути достаньо невелика для того, щоб попередити виникнення загального поля напруження в зоні навколо ділянки, не включаючи впливи (a).

(1) Where the modified nominal stress is to be obtained from the global analysis in the region of the initiation site it should be selected on the following basis:

a) Local stress concentrations such as the classified constructional detail and the weld profile already included in the detail category should be omitted;

b) the mesh in the region of the initiation site should be fine enough to predict the general stress field around the site accurately but without incorporating the effects in (a).

Примітка. Див. D.1.

NOTE: See D.1.

5.3.3 Отримання значень максимальних місцевих напружень

5.3.3 Derivation of hot spot stresses

(1) Максимальне місцеве напруження – це головне напруження переважно поперек лінії кромки зварного шва і повинно вираховуватись за допомогою чисельних або експериментальних методів, окрім випадку, коли наявні стандартні вирішення.

(1) The hot spot stress is the principal stress predominantly transverse to the weld toe line and should be evaluated in general by numerical or experimental methods, except where standard solutions are available.

Примітка. Див. D.1

NOTE: See D.1.

^{(2)Для простих випадків, як на рисунку5.2 (c),максимальне місцевенапруження} може бути прийнято як модифіковане номінальне напруження та підраховано у відповідності з ^5.2.3.

^{(2) For simple cases, as the one shown in Figure 5.2 (c), the hot spot stress may be taken as the modified nominal stress and calculated according to 5.2.3.}

^{(3) Для конструкційних конфігурацій, до яких неможливо застосувати стандартні коефіцієнти концентрації напруження, і які з цієї причини вимагають спеціального розрахунку, втомне напруження на кромці зварного шва не повинне враховувати вплив концентрації напруження, тому що класифікована конструкційна деталь розглядається як стандартна, тобто з геометричними властивостями кромки зварного шва.}

^{(3) In general, for structural configurations for which standard stress concentration factors are not applicable and which therefore require special analysis, the fatigue stress at the weld toe should omit the stress concentration effects due to the classified constructional detail considered as a reference, i.e. the weld toe geometry.}

5.3.4 Орієнтація напруження

5.3.4 Stress orientation

(1) Діапазон головного напруження – це найбільша алгебраїчна різниця між головними напруженнями, що діють в головній площині з різницею не більше, ніж 45°.

(1) The principal stress range is the greatest algebraic difference between the principal stresses acting in principal planes no more than 45° apart.

(2) Щоб оцінити, в якому положенні (перперпедикулярному чи паралельному) знаходиться конструкційна деталь по відношенню до осі зварного шва, необхідно враховувати, що якщо головне розтягуюче напруження знаходиться під кутом менше, ніж 45° по відношенню до осі зварного шва, то приймається допущення, що положення деталі паралельне.

(2) For the purposes of assessing whether a constructional detail is normal or parallel to the axis of a weld if the direction of the principal tensile stress is less than 45° to the weld axis it should be assumed to be parallel to it.

5.4 Діапазони напружень для окремих ділянок виникнення напружень

5.4 Stress ranges for specific initiation sites

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

5.4.1 Parent material, welds and mechanically fastened joints

(1) Тріщини, що зявляються на кромці зварного шва, верхній частині зварного шва, отворах кріпильних деталей, поверхні, що стирається і.т.д. та розповсюджуються по основному матеріалу або металу зварювання, повинні оцінюватися за допомогою використання діапазону основних напружень в елементі в цій точці (див. рис. 5.3).

(1) Cracks initiating from weld toes, weld caps, fastener holes, fraying surfaces, etc. and propagating through parent material or weld metal should be assessed using the nominal principal stress range in the member at that point (see Figure 5.3).

(2) Вплив місцевої концентрації напружень зварного профілю, болта та отворів заклепки враховується в даних міцності для відповідної категорії конструкційної деталі.

(2) The local stress concentration effects of weld profile, bolt and rivet holes are taken into account in the strength data for the appropriate constructional detail category.

5.4.2 Кутові шви та стикові шви з неповним проваром

5.4.2 Fillet and partial penetration butt welds

(1) Тріщини, що зявляються на корені зварного шва і розповсюджуються по товщині зварного шва, повинні оцінюватися за допомогою суми векторів напружень в металі зварювання, що базується на ефективній товщині шва, див. рисунок 5.3.

(1) Cracks initiating from weld roots and propagating through the weld throat should be assessed using the vector sum of the stresses in the weld metal based on the effective throat thickness, see Figure 5.3.

Примітка. Нормальне значення величини міцності можна отримувати так, як показано в конструкційній деталі 9.2, таблиця J.9.

NOTE: The reference strength value may be taken as in constructional detail 9.2, Table J.9.

_{та –сили на одиничну довжину}