Рисунок

5.3 _–

_{Напруження в товщині зварного шва}

_Figure

_5.3–

_{Stresses in weld throats}.

(2) В з’єднаннях внапуск в одній площині напруження на одиничну довжину може бути розраховано на основі середньої площі для осьових сил та пружного полярного показника зварної групи для моментів в площині (див. рисунок 5.4).

(2) In lapped joints in one plane the stress per unit length of weld may be calculated on the basis of the average area for axial forces and an elastic polar modulus of the weld group for in-plane moments (see Figure 5.4).

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.

1 – кутовий шов; 2 – зона з’єднання внапуск

1 – fillet weld; 2 – lapped area

Розподіл напруження, спричинений зсувною силою

Stress distribution due to shear force

Розподіл напруження, спричинений моментом

Stress distribution due to

moment

Рисунок

5.4 _–

Напруження у з`єднаннях внапуск

_Figure

_5.4–

_{Stresses in lapped joints}.

5.5 Адгезійні з’єднання

5.5 Adhesive bonds

(1) Оцінка втоми повинна включати поверхню руйнування у площині з’єднання.

(1) Fatigue assessment should include failure surface through the bond plane.

Примітка. Див. Додаток Е.

NOTE: See Annex E.

5.6 Ливарні сплави

5.6 Castings

(1) Потрібно використовувати основні місцеві напруження. Може виникнути потреба у остаточному розрахунку напруження або вимірюванні деформацій у випадку складної форми, якщо немає стандартних рішень.

(1) The principal geometric stress should be used. Finite stress analysis or strain gauging in the case of complex shapes may be required, if standard solutions are not available.

5.7 Спектри напруження

5.7 Stress spectra

(1) Методи для підрахунку циклів діапазонів напруження з метою отримання спектрів напруження надані у Додатку А.

(1) The methods for cycle counting of stress ranges for the purpose of deriving stress spectra are given in Annex A.

5.8 Розрахунок діапазону еквівалентного напруження для стандартизованих моделей втомного напруження

5.8 Calculation of equivalent stress range for standardised fatigue load models

5.8.1 Загальні положення

5.8.1 General

(1) Як зазаначено у EN 1991, оцінка втоми для стандартизованих втомних навантажень повинне виконуватися за допомогою одного з наступних підходів:

a) номінальний діапазон напруження для конструкційних деталей, який вказаний в деталізованій категорії;

b) діапазони модифікованого номінального напруження , де виникають раптові зміни перерізу , що знаходиться недалеко від ділянки виникнення напруження, та які не включені в дані про конструкційну деталь;

c) діапазони місцевих напружень, при яких виникають значні перепади напруження неподалік від кромки зварного шва.

(1) The fatigue assessment for standardized fatigue loads as specified in EN 1991 should be carried out according to one of the following approaches:

a) Nominal stress ranges for constructional details shown in the detail category information;

b) modified nominal stress ranges where abrupt changes of section occur close to the initiation site which are not included in the constructional detail information;

c) geometric stress ranges where high stress gradients occur close to a weld toe.

Примітка. У Національному додатку може надаватися інформація щодо використання діапазонів номінальних напружень або діапазонів модифікованих номінальних напружень

NOTE: The National Annex may give information on the use of the nominal stress ranges or modified nominal stress ranges.

(2) Розрахункове значення діапазону напружень, яке використовується для оцінки втоми, повинно бути з діапазонів напружень відповідно до
циклів.

(2) The design value of stress range to be used for the fatigue assessment should be the stress ranges corresponding to cycles.

5.8.2 Розрахункове значення діапазону напружень

5.8.2 Design value of stress range

(1) Розрахункове значення діапазонів номінальних напружень повинне визначатися наступним чином:

(1) The design value of nominal stress ranges should be determined as follows:

для номінального напруження:

for nominal stress

(5.1)

для модифікованого номінального напруження:

for modified nominal stress

_(5.2)

де: – коефіцієнт напруження, який залежить від втомних навантажень, що визначені у EN 1991;

– коефіцієнти еквівалентності пошкодження, що залежать від спектрів, як вказано у відповідній частині EN 1991;

– коефіцієнт концентрації напруження, призначений для врахування місцевого зростання напруження, пов’язаного з геометричними характеристиками деталі, не включеного у стандартну криву , див. також 5.3.2.1.

where: – is the stress range caused by the fatigue loads specified in
EN 1991;

– are the damage equivalent factors depending on the spectra as specified in the relevant part of EN 1991;

– is the stress concentration factor to take account of the local stress magnification in relation to detail geometry not included in the reference curve, see also 5.3.2.1.

Примітка. Якщо немає доступних даних щодо _, то інформація щодо розрахункових значень діапазону напруження може надаватися у Національному додатку.

NOTE: Where no appropriate data is available, information for the design value of stress range may be given in the National Annex.

6 втомна міцність та деталізовані категорії

6 Fatigue resistance and DEtail categories

6.1 Деталізовані категорії

6.1 Detail categories

6.1.1 Загальні положення

6.1.1 General

(1) Перевірка адекватності опору втомі основується на значеннях опору з ряду стандартизованих деталізованих категорій. Деталізована категорія може включати одну або більше часто використовуваних та класіфікованих конструкційних деталей. Деталізовані категорії повинні визначатися за їх стандартною втомною міцністю та відповідним значенням для зворотнього нахилу основної частини лінеаризованого відношення , а також повинні відповідати положенням 6.2.

(1) The verification of adequate fatigue resistance is based on the resistance values of a number of standardised detail categories. A detail category may comprise one or more frequently used and classified constructional details. The detail categories should be defined by their reference fatigue strength and the corresponding value for the inverse slope of the main part of the linearised relationship, and should comply with the provisions in 6.2.

6.1.2 Фактори, що впливають на деталізовану категорію

6.1.2 Factors affecting detail category

(1) Втомна міцність конструкційної деталі повинна враховувати наступні фактори:

a) напрямок перемінного напруження відносно конструкційної деталі;

b) розташування ділянки виникнення тріщини в конструкційній деталі;

c) геометричне розположення та відносна пропорцію конструкційної деталі.

(1) The fatigue strength of a constructional detail should take into account the following factors:

a) The direction of the fluctuating stress relative to the constructional detail;

b) the location of the initiating crack in the constructional detail;

c) the geometrical arrangement and relative proportion of the constructional detail.

(2) Втомна міцність залежить від наступних факторів:

a) форма виробу;

b) матеріал (окрім випадків застосування зварювання);
c) метод виконання;

d) рівень якості (у випадках застосування зварювання та лиття);

e) тип з’єднання.

(2) The fatigue strength depends on the following:

a) The product form;

b) the material (unless welded);

c) the method of execution;

d) the quality level (in the case of welds and castings);

e) the type of connection.

6.1.3 Конструкційні деталі

6.1.3 Constructional details

(1) Конструкційні деталі розподіляються на наступні три основні групи:

a) плоскі елементи, зварювані елементи та болтові з’єднання;

b) адгезійні з’єднання;

c) литі елементи.

(1) Constructional details may be divided into the following three main groups:

a) Plain members, welded members and bolted joints;

b) adhesively bonded joints;

c) castings.

Примітка 1. Перелік деталізованих категорій та конструкційних деталей з співвідношенням для втомної міцності елементів групи a), чутливих до температури навколишнього середовища і не потребуючих захисту поверхні (див. таблицю 6.2), надається у Додатку J. Національний додаток може визначати інші деталізовані категорії та конструкційні деталі, а також критерії щільності для таких елементів, враховуючи положення 6.1.2 та 6.3. Рекомендуються категорії, надані в рекомендованому Додатку J.

NOTE 1: One set of detail categories and constructional details with relationships for fatigue resistance of group a) members subject to ambient temperatures and which do not require surface protection (see Table 6.2) are given in Annex J. The National Annex may specify another set of detail categories and constructional details together with a set of consistence criteria for such members, taking the provisions in 6.1.2 and 6.3 into account. The set of categories given in Annex J is recommended.

Примітка 2. Національний додаток може містити дані щодо конструкційних деталей, які не вказані у Додатку J.

NOTE 2: The National Annex may specify constructional details which are not covered by Annex J.

Примітка 3. Вказівки щодо литих елементів містяться у Додатку І.

NOTE 3: For guidance on castings, see Annex I.

Примітка 4. Вказівки щодо адгезійних з’єднань див. у Додатку E.

NOTE 4: For guidance on adhesively bonded joints, see Annex E.

6.2 Характеристики втомної міцності

6.2 Fatigue strength data

6.2.1 Класифіковані конструкційні деталі

6.2.1 Classified constructional details

(1) Узагальнена форма співвідношення показана на рис. 6.1, де воно нанесене на логарифмичний графік. Крива втомної міцності показана середньою лінією мінус 2 стандартне відхилення з експериментальних даних.

(1) The generalised form of the relationship is shown in Figure 6.1, plotted on logarithmic scales. The fatigue strength curve is represented by the mean line minus 2 standard deviation from the experimental data.

(2) Розрахункове співідношення втоми для зносостійкості в діапазоні між 10⁵ до 5x10⁶ визначається за формулою:

(2) The fatigue design relationship for endurances in the range between 10⁵ to 5x10⁶ cycles is defined by the equation:

(6.1)

де: –передбачена кількість циклів діапазону напружень Δσ_i до руйнування;

– стандартна величина втомної міцності при 2 x 10⁶ циклах в залежності від деталізованої категорії, для якої стандартизовані величини надані в таблиці 6.1;

– діапазон напружень для головних напружень конструкційної деталі, постійний для всіх циклів;

– зворотній нахил кривої в залежності від деталізованої категорії;

– частковий коефіцієнт, допускаючий неточності в спектрі навантажень та розрахунку реакції;

– частковий коефіцієнт для неточностей в матеріалі та виконанні;

where: – is the predicted number of cycles to failure of a stress range Δσ_i;

– is the reference value of fatigue strength at 2 x 10⁶ cycles, depending on the detail category, where standardized values are given in Table 6.1;

– is the stress range for the principal stresses at the constructional detail and is constant for all cycles;

– is the inverse slope of the curve, depending on the detail category;

– is the partial factor allowing for uncertainties in the loading spectrum and analysis of response;

– is the partial factor for uncertainties in materials and execution.

Примітка 1. Значення див. у 2.4.

NOTE 1: For values of , see 2.4.

Примітка 2. Значення часткового коефіцієнта для певної конструкційної деталі може бути визначене в Національному додатку. Для безпечного функціонування та для стійкості до пошкоджень рекомендується коефіцієнт 1,0.

NOTE 2: The value of the partial factor for a specific constructional detail type may be defined in the National Annex. The value of 1,0 is recommended for safe life design as well as for damage tolerant design.

Примітка 3. Значення часткового коефіцієнта для адгезійних з’єднань див. у Додатку E.

NOTE 3: For the value of the partial factor for adhesively bonded joints see Annex E.

Таблиця

6.1_–

Стандартизовані значення (Н/мм²)

Таble

6.1 _–

Standardized values (N/mm²)

140, 125, 112, 100, 90, 80, 71, 63, 56, 50, 45, 40, 36, 32, 28, 25, 23, 20, 18, 16, 14, 122

_{a–крива втомної міцності;b–стандартна втомна міцність;}

_{c– границя втоми постійної амплітуди;d– гранична межа}

_{a – fatigue strength curve; b – reference fatigue strength;}

_{c – constant amplitude fatigue limit ; d – cut-off limit}