SteelConnection designVerificationsConnectionEN (Eurocode)

Durata de viață la oboseală prin metoda tensiunii nominale

Acest articol este disponibil și în

Tradus automat din engleză

În acest articol sunt prezentate exemple de verificare pentru tipul de analiză la oboseală în IDEA StatiCa Connection. A fost utilizată metoda tensiunii nominale. Rezultatele CBFEM sunt comparate cu metoda analitică și Metoda Elementelor Finite utilizând elemente solide.

1. General

1.1. Metoda tensiunii nominale

Durata de viață de calcul este estimată prin metoda tensiunii nominale, conform EN 1993-1-9: 2005, astfel:

\Delta \sigma_{E,2}=\sigma_{max}-\sigma_{min}

\Delta \sigma_R=\gamma_{F1} \sigma_{E,2}

N_R=N_c\sigma_c^m / \Delta \sigma_R^m

unde:

$\sigma_{max},\,\sigma_{min}$
$\Delta \sigma_{E,2}$
$\gamma_{F1}$
$\Delta \sigma_R$
$N_c$
$\sigma_c$
$m$

1.2. Tensiunea din modelul analitic

Tensiunea calculată din combinația de încărcări se obține prin:

\sigma_i=F_i/A

unde:

$F_i$
$A$

1.3. Modelul numeric

0.4t \times 0.4t

2. Îmbinare cruciformă cu sudură de colț transversală

2.1. Descriere

O îmbinare cruciformă sudată din trei plăci este realizată prin suduri de colț cu grosimea de gât de 6 mm. Dimensiunile plăcilor sunt 50x16 mm, din oțel S450; vezi Fig. 1. Îmbinarea este încărcată cu forță de întindere.

Fig. 1: Îmbinare cruciformă sudată

l=\textrm{grosimea plăcii}+2\times \textrm{grosimea sudurii}= 28\, \textrm{mm}

2.2. Modelul analitic

A=50\cdot 16=800\, \textrm{mm}^2

Tab. 1: Rezultatele soluției analitice AM

$F_{max}$	$F_{min}$	$\sigma_{max}$	$\sigma_{min}$	$\Delta \sigma_{E,2}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[-]
85.3	8.53	106.7	10.7	96	110.4	7.61E+05
105.8	10.58	132.2	13.2	119	136.9	4E+05
127.1	12.71	158.9	15.9	143	164.5	2.3E+05
148.4	14.84	185.6	18.6	167	192.1	1.45E+05
169.8	17	212.2	21.2	191	219.7	9.66E+04

2.3. Modele numerice

4t=64 \, \textrm{mm} \ge \textrm{lățime} = 50\, \textrm{mm}

Tab. 2. Rezultatele soluției numerice - MEF

$F_{max}$	$F_{min}$	$\sigma_{max}$	$\sigma_{min}$	$\Delta \sigma_{E,2}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[-]
85.3	8.53	106.8	10.7	96.1	110.6	7.58E+05
105.8	10.58	132.6	13.3	119.3	137.2	3.96E+05
127.1	12.71	159.3	15.9	143.4	164.9	2.28E+05
148.4	14.84	185.5	18.6	166.9	192	1.45E+05
169.8	17	212.1	21.2	190.9	219.6	9.67E+04

Tab. 3. Rezultatele soluției numerice - CBFEM

$F_{max}$	$F_{min}$	$\sigma_{max}$	$\sigma_{min}$	$\Delta \sigma_{E,2}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[-]
85.3	8.53	108.7	10.9	97.8	112.5	7.2E+05
105.8	10.58	134.7	13.5	121.2	139.4	3.78E+05
127.1	12.71	161.9	16.2	145.7	167.6	2.18E+05
148.4	14.84	189.1	18.9	170.2	195.7	1.37E+05
169.8	17	216	21.6	194.4	223.6	9.16E+04

2.4. Verificare

Calculul numeric CBFEM este verificat pe modele analitice și numerice MEF în funcție de domeniul tensiunii și rezistența la oboseală; vezi Fig. 2. Valoarea medie a diferenței domeniilor de tensiune este de aproximativ 2%.

Fig. 2: Comparație a valorilor duratei de viață de calcul N R

2.5. Exemplu de referință

Date de intrare

Plăci:

$Oțel S450$
$Placă 50 \times 16 mm$

Sudură:

$Grosimea de gât = 6 mm$

Efecte ale încărcărilor:

$F_{min}= 8.53\textrm{ kN}$
$F_{max}= 85.33\textrm{ kN}$

Rezultate

$\sigma_{min}= 10.9\textrm{ MPa}$
$\sigma_{max}= 108.7\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{E,2}= 97.8\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{R}= 112.5\textrm{ MPa}$
$\sigma_c= 80\textrm{ MPa}$
$m=3$
$N_R=7.2\cdot 10^5$

Fig. 3: Valoarea caracteristică a domeniului tensiunii nominale

Deschide în Vizualizator Descărcare

3. Îmbinare cruciformă a unei plăci cu două plăci transversale

3.1. Descriere

O îmbinare cruciformă sudată cu două plăci transversale este realizată prin suduri de colț cu grosimea de gât de 4 mm; vezi Fig. 4. Dimensiunile plăcilor sunt 90x10 mm. Acestea sunt din oțel S235. Îmbinarea este încărcată cu forță de întindere.

Fig. 4: Îmbinare cruciformă sudată cu două plăci transversale

l=\textrm{grosimea plăcii}+2\times \textrm{grosimea sudurii}= 18\, \textrm{mm}

3.2. Modele analitice și numerice

(9t = 90\textrm{ mm} \ge \textrm{lățime}=90\textrm{ mm})

Tab. 4: Rezultatele soluțiilor

		AM		FEM		CBFEM
$F_{max}$	$F_{min}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]
99	9	115	6.73E+05	115.5	6.64E+05	115.9	6.57E+05
108.9	9	127.7	4.92E+05	128	4.88E+05	128.7	4.81E+05
118.8	9	140.3	3.71E+05	140.7	3.68E+05	141.5	3.62E+05
128.7	9	153	2.86E+05	153.4	2.84E+05	154.2	2.79E+05
144	9	172.5	1.99E+05	173	1.98E+05	173.9	1.95E+05

3.3. Verificare

Calculul numeric CBFEM este verificat pe modele analitice și numerice MEF în funcție de domeniul tensiunii și rezistența la oboseală, vezi Tab. 4 și Fig. 5. Diferența maximă și medie a tensiunii este mai mică de 1%.

Fig. 5: Comparație a valorilor duratei de viață de calcul N R

3.4. Exemplu de referință

Date de intrare

Plăci:

$Oțel S235$
$Placă 90 \times 10 mm$

Sudură:

$Grosimea de gât = 4 mm$

Efecte ale încărcărilor:

$F_{min}= 9\textrm{ kN}$
$F_{max}= 99\textrm{ kN}$

Rezultate

$\sigma_{min}= 10.1\textrm{ MPa}$
$\sigma_{max}= 110.9\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{E,2}= 100.8\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{R}= 115.9\textrm{ MPa}$
$\sigma_c= 80\textrm{ MPa}$
$m=3$
$N_R=6.57\cdot 10^5$

Deschide în Vizualizator Descărcare

4. Îmbinare T sudată cu placă longitudinală

4.1. Descriere

O placă longitudinală cu dimensiunile 100 x 8 mm este sudată la o placă cu dimensiunile 40 x 8 mm prin suduri de colț cu grosimea de gât de 4 mm; vezi Fig. 6. Ambele plăci sunt din oțel S355. Îmbinarea este încărcată cu forță de întindere.

Fig. 6: Îmbinare T sudată cu placă longitudinală

L=100 \textrm{ mm}

4.2. Modele analitice și numerice

Aria secțiunii transversale a plăcii, pentru acest calcul analitic, este A = 320 mm 2 . Secțiunile de oboseală sunt create utilizând un plan de lucru la o distanță de 40 mm față de marginea sudurii pentru a evita influența tensiunii de vârf din geometria locală a sudurii. Rezultatele modelului analitic AM, modelului solid MEF și modelului de placă CBFEM sunt prezentate în Tab. 5.

Tab. 5: Rezultatele soluțiilor

		AM		FEM		CBFEM
$F_{max}$	$F_{min}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]
34	3.4	110.0	3.76E+05	129.4	2.31E+05	110.2	3.74E+05
37.5	3.8	121.3	2.8E+05	142.6	1.72E+05	121.2	2.81E+05
41.7	4.2	134.7	2.05E+05	158.6	1.25E+05	135.0	2.03E+05
44.5	4.5	143.8	1.68E+05	169.1	1.03E+05	143.9	1.68E+05
49.8	5.0	161.0	1.2E+05	189.4	7.36E+04	161.2	1.19E+05

4.3. Verificare

Calculul numeric CBFEM este verificat pe modele analitice și numerice MEF în funcție de domeniul tensiunii și durata de viață la oboseală, vezi Tab. 5 și Fig. 7. Diferența maximă și medie a tensiunii față de modelul analitic este de aproximativ 1%. Diferența dintre MEF și CBFEM este mai mare datorită diferenței dintre modelul solid și cel de placă și modului în care este luată în considerare excentricitatea.

Fig. 7: Comparație a valorilor duratei de viață de calcul N R

4.4. Exemplu de referință

Date de intrare

Plăci:

$Oțel S355$
$Placă 40 \times 8 mm$
$Placă 100 \times 8 mm$

Sudură:

$Grosimea de gât a sudurii = 4 mm$

Efecte ale încărcărilor:

$F_{min}= 3.4\textrm{ kN}$
$F_{max}= 34\textrm{ kN}$

Rezultate

$\sigma_{min}= 10.6\textrm{ MPa}$
$\sigma_{max}= 106.4\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{E,2}= 95.8\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{R}= 110.2\textrm{ MPa}$
$\sigma_c= 63\textrm{ MPa}$
$m=3$
$N_R=3.74\cdot 10^5$

Deschide în Vizualizator Descărcare

5. Îmbinare T sudată cu placă transversală

5.1. Descriere

O îmbinare T sudată cu o placă cu dimensiunile 50 x 12 mm și o placă transversală cu dimensiunile 50x10 mm sunt realizate din oțel S355 prin suduri de colț cu grosimea de gât de 5 mm; vezi Fig. 8. Îmbinarea este încărcată cu forță de întindere.

Fig. 8. Îmbinare T sudată cu placă transversală

l=\textrm{grosimea plăcii}+2\times \textrm{grosimea sudurii}= 20\, \textrm{mm}

5.2. Modele analitice și numerice

5t=60\textrm{ mm} > t=50\textrm{ mm}

Tab. 6: Rezultatele soluțiilor

		AM		FEM		CBFEM
$F_{max}$	$F_{min}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]
94.1	9.4	162.3	2.39E+05	155.0	2.75E+05	162.8	2.37E+05
117.8	11.8	203.2	1.22E+05	194.0	1.4E+05	203.8	1.21E+05
140.7	14.1	242.8	7.16E+04	231.8	8.23E+04	243.3	7.11E+04
152.0	15.2	262.2	5.68E+04	250.3	6.53E+04	263.0	5.63E+04
160.0	16.0	276.0	4.87E+04	263.5	5.6E+04	276.9	4.82E+04

5.3. Verificare

Calculul numeric CBFEM este verificat pe modele analitice și numerice MEF în funcție de domeniul tensiunii și durata de viață la oboseală, vezi Fig. 9 și Tab. 6. Diferența maximă și medie a tensiunii față de modelul analitic este de aproximativ 1%. În acest caz, excentricitatea nu are o influență semnificativă; diferența dintre MEF și CBFEM este de aproximativ 5%.

Fig. 9: Comparație a valorilor duratei de viață de calcul N R

5.4. Exemplu de referință

Date de intrare

Plăci:

$Oțel S355$
$Placă 50 \times 12 mm$
$Placă transversală 50 \times 10 mm$

Sudură:

$Grosimea de gât = 5 mm$

Efecte ale încărcărilor:

$F_{min}= 9.4\textrm{ kN}$
$F_{max}= 94.1\textrm{ kN}$

Rezultate

$\sigma_{min}= 15.7\textrm{ MPa}$
$\sigma_{max}= 157.3\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{E,2}= 141.6\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{R}= 162.8\textrm{ MPa}$
$\sigma_c= 80\textrm{ MPa}$
$m=3$
$N_R=2.37\cdot 10^5$

Deschide în Vizualizator Descărcare

Exemplele de verificare au fost pregătite de Kirill Golubiatnikov la Universitatea Tehnică Cehă din Praga .

SteelConnection designVerificationsConnectionEN (Eurocode)

Durata de viață la oboseală prin metoda tensiunii nominale

Acest articol este disponibil și în

Tradus automat din engleză

1. General

1.1. Metoda tensiunii nominale

Durata de viață de calcul este estimată prin metoda tensiunii nominale, conform EN 1993-1-9: 2005, astfel:

\Delta \sigma_{E,2}=\sigma_{max}-\sigma_{min}

\Delta \sigma_R=\gamma_{F1} \sigma_{E,2}

N_R=N_c\sigma_c^m / \Delta \sigma_R^m

unde:

$\sigma_{max},\,\sigma_{min}$
$\Delta \sigma_{E,2}$
$\gamma_{F1}$
$\Delta \sigma_R$
$N_c$
$\sigma_c$
$m$

1.2. Tensiunea din modelul analitic

Tensiunea calculată din combinația de încărcări se obține prin:

\sigma_i=F_i/A

unde:

$F_i$
$A$

1.3. Modelul numeric

0.4t \times 0.4t

2. Îmbinare cruciformă cu sudură de colț transversală

2.1. Descriere

O îmbinare cruciformă sudată din trei plăci este realizată prin suduri de colț cu grosimea de gât de 6 mm. Dimensiunile plăcilor sunt 50x16 mm, din oțel S450; vezi Fig. 1. Îmbinarea este încărcată cu forță de întindere.

Fig. 1: Îmbinare cruciformă sudată

l=\textrm{grosimea plăcii}+2\times \textrm{grosimea sudurii}= 28\, \textrm{mm}

2.2. Modelul analitic

A=50\cdot 16=800\, \textrm{mm}^2

Tab. 1: Rezultatele soluției analitice AM

$F_{max}$	$F_{min}$	$\sigma_{max}$	$\sigma_{min}$	$\Delta \sigma_{E,2}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[-]
85.3	8.53	106.7	10.7	96	110.4	7.61E+05
105.8	10.58	132.2	13.2	119	136.9	4E+05
127.1	12.71	158.9	15.9	143	164.5	2.3E+05
148.4	14.84	185.6	18.6	167	192.1	1.45E+05
169.8	17	212.2	21.2	191	219.7	9.66E+04

2.3. Modele numerice

4t=64 \, \textrm{mm} \ge \textrm{lățime} = 50\, \textrm{mm}

Tab. 2. Rezultatele soluției numerice - MEF

$F_{max}$	$F_{min}$	$\sigma_{max}$	$\sigma_{min}$	$\Delta \sigma_{E,2}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[-]
85.3	8.53	106.8	10.7	96.1	110.6	7.58E+05
105.8	10.58	132.6	13.3	119.3	137.2	3.96E+05
127.1	12.71	159.3	15.9	143.4	164.9	2.28E+05
148.4	14.84	185.5	18.6	166.9	192	1.45E+05
169.8	17	212.1	21.2	190.9	219.6	9.67E+04

Tab. 3. Rezultatele soluției numerice - CBFEM

$F_{max}$	$F_{min}$	$\sigma_{max}$	$\sigma_{min}$	$\Delta \sigma_{E,2}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[-]
85.3	8.53	108.7	10.9	97.8	112.5	7.2E+05
105.8	10.58	134.7	13.5	121.2	139.4	3.78E+05
127.1	12.71	161.9	16.2	145.7	167.6	2.18E+05
148.4	14.84	189.1	18.9	170.2	195.7	1.37E+05
169.8	17	216	21.6	194.4	223.6	9.16E+04

2.4. Verificare

Calculul numeric CBFEM este verificat pe modele analitice și numerice MEF în funcție de domeniul tensiunii și rezistența la oboseală; vezi Fig. 2. Valoarea medie a diferenței domeniilor de tensiune este de aproximativ 2%.

Fig. 2: Comparație a valorilor duratei de viață de calcul N R

2.5. Exemplu de referință

Date de intrare

Plăci:

$Oțel S450$
$Placă 50 \times 16 mm$

Sudură:

$Grosimea de gât = 6 mm$

Efecte ale încărcărilor:

$F_{min}= 8.53\textrm{ kN}$
$F_{max}= 85.33\textrm{ kN}$

Rezultate

$\sigma_{min}= 10.9\textrm{ MPa}$
$\sigma_{max}= 108.7\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{E,2}= 97.8\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{R}= 112.5\textrm{ MPa}$
$\sigma_c= 80\textrm{ MPa}$
$m=3$
$N_R=7.2\cdot 10^5$

Fig. 3: Valoarea caracteristică a domeniului tensiunii nominale

Deschide în Vizualizator Descărcare

3. Îmbinare cruciformă a unei plăci cu două plăci transversale

3.1. Descriere

O îmbinare cruciformă sudată cu două plăci transversale este realizată prin suduri de colț cu grosimea de gât de 4 mm; vezi Fig. 4. Dimensiunile plăcilor sunt 90x10 mm. Acestea sunt din oțel S235. Îmbinarea este încărcată cu forță de întindere.

Fig. 4: Îmbinare cruciformă sudată cu două plăci transversale

l=\textrm{grosimea plăcii}+2\times \textrm{grosimea sudurii}= 18\, \textrm{mm}

3.2. Modele analitice și numerice

(9t = 90\textrm{ mm} \ge \textrm{lățime}=90\textrm{ mm})

Tab. 4: Rezultatele soluțiilor

		AM		FEM		CBFEM
$F_{max}$	$F_{min}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]
99	9	115	6.73E+05	115.5	6.64E+05	115.9	6.57E+05
108.9	9	127.7	4.92E+05	128	4.88E+05	128.7	4.81E+05
118.8	9	140.3	3.71E+05	140.7	3.68E+05	141.5	3.62E+05
128.7	9	153	2.86E+05	153.4	2.84E+05	154.2	2.79E+05
144	9	172.5	1.99E+05	173	1.98E+05	173.9	1.95E+05

3.3. Verificare

Calculul numeric CBFEM este verificat pe modele analitice și numerice MEF în funcție de domeniul tensiunii și rezistența la oboseală, vezi Tab. 4 și Fig. 5. Diferența maximă și medie a tensiunii este mai mică de 1%.

Fig. 5: Comparație a valorilor duratei de viață de calcul N R

3.4. Exemplu de referință

Date de intrare

Plăci:

$Oțel S235$
$Placă 90 \times 10 mm$

Sudură:

$Grosimea de gât = 4 mm$

Efecte ale încărcărilor:

$F_{min}= 9\textrm{ kN}$
$F_{max}= 99\textrm{ kN}$

Rezultate

$\sigma_{min}= 10.1\textrm{ MPa}$
$\sigma_{max}= 110.9\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{E,2}= 100.8\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{R}= 115.9\textrm{ MPa}$
$\sigma_c= 80\textrm{ MPa}$
$m=3$
$N_R=6.57\cdot 10^5$

Deschide în Vizualizator Descărcare

4. Îmbinare T sudată cu placă longitudinală

4.1. Descriere

O placă longitudinală cu dimensiunile 100 x 8 mm este sudată la o placă cu dimensiunile 40 x 8 mm prin suduri de colț cu grosimea de gât de 4 mm; vezi Fig. 6. Ambele plăci sunt din oțel S355. Îmbinarea este încărcată cu forță de întindere.

Fig. 6: Îmbinare T sudată cu placă longitudinală

L=100 \textrm{ mm}

4.2. Modele analitice și numerice

Aria secțiunii transversale a plăcii, pentru acest calcul analitic, este A = 320 mm 2 . Secțiunile de oboseală sunt create utilizând un plan de lucru la o distanță de 40 mm față de marginea sudurii pentru a evita influența tensiunii de vârf din geometria locală a sudurii. Rezultatele modelului analitic AM, modelului solid MEF și modelului de placă CBFEM sunt prezentate în Tab. 5.

Tab. 5: Rezultatele soluțiilor

		AM		FEM		CBFEM
$F_{max}$	$F_{min}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]
34	3.4	110.0	3.76E+05	129.4	2.31E+05	110.2	3.74E+05
37.5	3.8	121.3	2.8E+05	142.6	1.72E+05	121.2	2.81E+05
41.7	4.2	134.7	2.05E+05	158.6	1.25E+05	135.0	2.03E+05
44.5	4.5	143.8	1.68E+05	169.1	1.03E+05	143.9	1.68E+05
49.8	5.0	161.0	1.2E+05	189.4	7.36E+04	161.2	1.19E+05

4.3. Verificare

Calculul numeric CBFEM este verificat pe modele analitice și numerice MEF în funcție de domeniul tensiunii și durata de viață la oboseală, vezi Tab. 5 și Fig. 7. Diferența maximă și medie a tensiunii față de modelul analitic este de aproximativ 1%. Diferența dintre MEF și CBFEM este mai mare datorită diferenței dintre modelul solid și cel de placă și modului în care este luată în considerare excentricitatea.

Fig. 7: Comparație a valorilor duratei de viață de calcul N R

4.4. Exemplu de referință

Date de intrare

Plăci:

$Oțel S355$
$Placă 40 \times 8 mm$
$Placă 100 \times 8 mm$

Sudură:

$Grosimea de gât a sudurii = 4 mm$

Efecte ale încărcărilor:

$F_{min}= 3.4\textrm{ kN}$
$F_{max}= 34\textrm{ kN}$

Rezultate

$\sigma_{min}= 10.6\textrm{ MPa}$
$\sigma_{max}= 106.4\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{E,2}= 95.8\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{R}= 110.2\textrm{ MPa}$
$\sigma_c= 63\textrm{ MPa}$
$m=3$
$N_R=3.74\cdot 10^5$

Deschide în Vizualizator Descărcare

5. Îmbinare T sudată cu placă transversală

5.1. Descriere

O îmbinare T sudată cu o placă cu dimensiunile 50 x 12 mm și o placă transversală cu dimensiunile 50x10 mm sunt realizate din oțel S355 prin suduri de colț cu grosimea de gât de 5 mm; vezi Fig. 8. Îmbinarea este încărcată cu forță de întindere.

Fig. 8. Îmbinare T sudată cu placă transversală

l=\textrm{grosimea plăcii}+2\times \textrm{grosimea sudurii}= 20\, \textrm{mm}

5.2. Modele analitice și numerice

5t=60\textrm{ mm} > t=50\textrm{ mm}

Tab. 6: Rezultatele soluțiilor

		AM		FEM		CBFEM
$F_{max}$	$F_{min}$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$	$\Delta \sigma_R$	$N_R$
[kN]	[kN]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]	[MPa]	[-]
94.1	9.4	162.3	2.39E+05	155.0	2.75E+05	162.8	2.37E+05
117.8	11.8	203.2	1.22E+05	194.0	1.4E+05	203.8	1.21E+05
140.7	14.1	242.8	7.16E+04	231.8	8.23E+04	243.3	7.11E+04
152.0	15.2	262.2	5.68E+04	250.3	6.53E+04	263.0	5.63E+04
160.0	16.0	276.0	4.87E+04	263.5	5.6E+04	276.9	4.82E+04

5.3. Verificare

Calculul numeric CBFEM este verificat pe modele analitice și numerice MEF în funcție de domeniul tensiunii și durata de viață la oboseală, vezi Fig. 9 și Tab. 6. Diferența maximă și medie a tensiunii față de modelul analitic este de aproximativ 1%. În acest caz, excentricitatea nu are o influență semnificativă; diferența dintre MEF și CBFEM este de aproximativ 5%.

Fig. 9: Comparație a valorilor duratei de viață de calcul N R

5.4. Exemplu de referință

Date de intrare

Plăci:

$Oțel S355$
$Placă 50 \times 12 mm$
$Placă transversală 50 \times 10 mm$

Sudură:

$Grosimea de gât = 5 mm$

Efecte ale încărcărilor:

$F_{min}= 9.4\textrm{ kN}$
$F_{max}= 94.1\textrm{ kN}$

Rezultate

$\sigma_{min}= 15.7\textrm{ MPa}$
$\sigma_{max}= 157.3\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{E,2}= 141.6\textrm{ MPa}$
$\Delta \sigma_{R}= 162.8\textrm{ MPa}$
$\sigma_c= 80\textrm{ MPa}$
$m=3$
$N_R=2.37\cdot 10^5$

Deschide în Vizualizator Descărcare

Exemplele de verificare au fost pregătite de Kirill Golubiatnikov la Universitatea Tehnică Cehă din Praga .