Figur 1.8.2 Spenningskomponenter i sveisesnittet. a) kilsveis, b) buttsveis. (1)



Like dokumenter
SVEISTE FORBINDELSER

SVEISTE FORBINDELSER NS-EN Knutepunkter

ANVENDTE SVEISEMETODER

1.2 Sveising og materialegenskaper

Styrkeberegning: sveiseforbindelser statisk

UTMATTINGSPÅKJENTE SVEISTE KONSTRUKSJONER

Oppgaver. HIN IBDK RA Side 1 av 6. Oppgave 1. Ved prøving av metalliske materialer kan man finne strekkfastheten,.

4b SVEISEFORBINDELSER. Øivind Husø

3.1 Nagleforbindelser Al

1.10 Design for sveising

1.9 Dynamiske (utmatting) beregningsmetoder for sveiste konstruksjoner

løsningsforslag sveiseforbindelser statisk

Styrkeberegning. Løsningsforslag EKSAMEN TEK timer. Henning Johansen

Løsningsforslag EKSAMEN

Brannbeskyttelse av Bærende stålkonstruksjoner

En skruegjenge utfoldet på en omdreining gir et skråplan med høyde P = skruens stigning og stigningsvinkel φ.

RA nov fasthet 1. Spenning. Spenningstyper. Skjærspenning F. A Normalspenning + strekk - trykk

8.4 FIRELEDERNETT - NULLEDER 8.4 FIRELEDERNETT - NULLEDER

Kap. 2.3 Dimensjonering mht knekking. Kap. 2.3 Dimensjonering mht knekking. Innhold. (1) Knekking av rett stav: Eulerknekking

ANVENDTE SVEISEMETODER

Løsningsforslag i stikkordsform til eksamen i maskindeler og materialteknologi Tromsø Desember 2015

Styrkeberegning Skrueforbindelser

KAPASITETSBEREGNING FOR INNSTØPTE STÅLPLATER MED FORANKRING TYPE PBKL

SINGEL FJERNES - NY TAKTEKNING

Miniguide. Aluminiumssveising.

PARKERINGSDEKKER - KALDT TAK

Styrkeberegning Sveiseforbindelser - dynamisk

Øvingsoppgave 4. Oppgave 4.8 Hvorfor er de mekaniske prøvemetodene i mange tilfelle utilstrekkelige?

Sveiste forbindelser

Løsningsforslag til Eksamen i maskindeler og materialteknologi i Tromsø mars Øivind Husø

Prosjektering av knutepunkter og forbindelser Innføring i Eurokode 3 - NS-EN dr.ing. Bjørn Aasen

Ekstra formler som ikke finnes i Haugan

Barduneringskonsept system 20, 25 og 35

Limtre Bjelkelags- og sperretabeller

Aluminium. Frey Publishing

BEREGNING AV SVEISINNFESTNINGER OG BALKONGARMERING

FAG: FYS105 Fysikk LÆRER: Per Henrik Hogstad KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

MEKANISK FESTET PÅ TAKTRO

KONSTRUKSJONSSTÅL MATERIAL- EGENSKAPER

I! Emne~ode: j Dato: I Antall OPf9aver Antall vedlegg:

Kapittel 10 Utmattings-sprekkvekst

Repetisjonsoppgaver kapittel 4 løsningsforslag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Schöck Isokorb type Q, QP, Q+Q, QP+QP

EKSAMEN I EMNE TKT4122 MEKANIKK 2

Vedlegg 6.1 KAPASITETSBEREGNING FOR INNSTØPTE STÅLPLATER MED FORANKRING TYPE KL

168 C7 SØYLER. Figur C Komplett fagverksmodell ved konsoller. Figur C Eksentrisk belastet konsoll.

Schöck Isokorb type K

Q-Q plott. Insitutt for matematiske fag, NTNU 15. august Notat for TMA4240/TMA4245 Statistikk. Kvantiler fra sannsynlighetsfordeling

Eksamen i maskindeler og materialteknologi i Tromsø mars Øivind Husø

MEK 4520 Bruddmekanikk Løsningsforslag til eksamensoppgaver høst 2005

Prosjektert i henhold til EC 3: Prosjektering av stålkonstruksjoner Del 1:8: Knutepunkter og forbindelser NS-EN :2005+NA:2009.

Oppgavehefte i MEK Faststoffmekanikk

Emnekode: IRB22013 Emnenavn: Konstruksjonsteknikk 2. Eksamenstid: kl Faglærer: Jaran Røsaker (betong) Siri Fause (stål)

Steni 2. b eff. Øvre flens Steg h H Nedre flens

Øvingsoppgave 4. Oppgave 4.8 Hvorfor er de mekaniske prøvemetodene i mange tilfelle utilstrekkelige?

D4 BRANNTEKNISK DIMENSJONERING AV ELEMENTER

Stavelement med tverrlast q og konstant aksialkraft N. Kombinert gir dette diff.ligningen for stavknekking 2EI 2EI

FRYSEROM/LAGER

! EmnekOde: i SO 210 B. skriftlige kilder. Enkel ikkeprogrammerbar og ikkekommuniserbar kalkulator.

brukes mest for større deler som blir utsatt for kraftig og støtvis påkjenning, tannhjul, kulelager etc. på en aksel

Schöck Isokorb type K

Eksamensoppgave i TKT4124 Mekanikk 3

4.3.4 Rektangulære bjelker og hyllebjelker

C11 RIBBEPLATER 231. Figur C Ribbeplater med strekkbånd. a) Strekkbånd i bjelken. b) Strekkbånd på opplegget. c) Strekkbånd på dekket

HUNTON FINERBJELKEN. Teknisk håndbok for gulv og tak FINERBJELKEN

MaskinkappinG. Formstål - bredflensbjelker

Prosjektering av knutepunkter og forbindelser Innføring i NS-EN dr.ing. Bjørn Aasen

Kapitalverdimodellen. Investering under usikkerhet Risiko og avkastning. Capital Asset Pricing Model Kapitalverdimodellen (KVM)

MEKANISK FESTET TAKTEKNING

E K S A M E N. MEKANIKK 1 Fagkode: ITE studiepoeng

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Rapport om krengeprøve og beregning av lettskipsdata

Kapittel 10 Utmattings-sprekkvekst

Vedlegg 1.9 NS 3473 PROSJEKTERING AV BETONGKOPNSTRUKSJOENR

Prosjektering av trekonstruksjoner Trykk vinkelrett på fiberretning, en anbefaling

Håndbok N400 Bruprosjektering

Strekkforankring av kamstål

Skogbrukets Kursinstitutt Landbruks- og matdepartementet. Etterregning av typetegninger for landbruksvegbruer, revidert 1987 Landbruksdepartementet.

Høgskolen 1Østfold 1 Avdeling for ingeniørfag

Fysikk-OL Norsk finale 2004

Spenninger i bjelker

Avdelingfor ingeniørutdanning

MA2401 Geometri Vår 2018

Kapittel 1:Introduksjon - Statikk

EKSAMEN I EMNE TKT4116 MEKANIKK 1

C3 DEKKER. Figur C 3.1. Skjæroverføring mellom ribbeplater. Figur C 3.2. Sveiseforbindelse for tynne platekanter.

MEKANISK FESTET PÅ TAKTRO

Det skal ikke tas hensyn til eventuelle skjærspenninger i oppgavene i øving 5

Løsningsforslag Fysikk 2 V2016

Schöck Isokorb type D 70

Eurokoder Dimensjonering av trekonstruksjoner

Hydal Aluminium legeringer Hydal Aluminium alloys

TTK4100 Kybernetikk introduksjon Øving 1 - Løsningsforslag

Løsningsforslag. FY-ME 100 eksamen 2. september 2003

Nordicc. Misjon Vår misjon er å levere produkter og løsninger som skåner miljøet og gavner kundenes økonomi og arbeidsmiljø. Vision.

Beregningstabeller for Ståltverrsnitt etter Eurokode 3, NS-EN :2005.

1) Hva blir akselerasjonen til en kloss som glir nedover et friksjonsfritt skråplan med helningsvinkel 30?

Emnekode: IRB22013 Emnenavn: Konstruksjonsteknikk 2. Eksamenstid: kl

Leggeanvisning ØS Snømatte W/m 2 230V og 400V

Transkript:

1.8 Statiske beregningsetoder or sveiste konstruksjoner Statiske beregninger av aluiniu konstruksjoner beregnes i bruddgrensetilstanden etter bl.a. Norsk Standard. 8.1 Spenningsteori Flere beregningsstandarder baserer seg på deviasjonshypotesen. I sin ullstendige or gir den en oangsrik orel: x + y + z - x y - x z + 3 xy + 3 xz + 3 yz j (1.8.1) Figur 1.8.1 Terningoret utsnitt av aterialet. (16) Ligning (1.8.1) angir en 3-diensjonal spenningstilstand ed 3 noralspenninger x, y og z, og 3 skjærspenninger xy, xz og yz. j jevnørende spenning en tenkt noralspenning so tilsvarer eekten av noralspenningene og skjærspenningene. Denne spenningen åles ot aterialets tillatte spenning. I sveisesnittet orutsetter vi at det opptrer 4 orskjellige spenningskoponenter. Med 4 spenningskoponenter reduseres ligning (7.1.8.1) til: x + y - x y + 3 xy + 3 yz j (1.8.) De 4 orskjellige spenningskoponentene so opptrer i sveisesnittet betegnes ote,, og, hvor: noralspenning rettvinklet på sveisesnittet og sveisens lengderetning noralspenning parallell ed sveisesnittet og ed sveisens lengderetning skjærspenning rettvinklet på sveisens lengderetning og parallell ed sveisesnittet skjærspenning parallell ed lengderetning og ed sveisesnittet Disse koponentene er vist i Figur 1.8.a) og b). Henning Johansen 13.03.07 side 1

Figur 1.8. Spenningskoponenter i sveisesnittet. a) kilsveis, b) buttsveis. (1) I Figur 1.8. er: a sveisens rotål eller a-ål. For kilsveis angis a-ålet so høyden i den største trekant so kan innskrives i kilsveisens tverrsnitt. l sveisens lengde. Spenningskoponentene regnes jevnt ordelt over sveisesnittet A s a e l e Hvor a e eektivt a-(rot-)ål på sveisen. a e angis i standardene avhengig av størrelse på a-ålet og sveiseetode. l e eektiv lengde l a Med de nye betegnelsene or spenningskoponentene, kan vi skrive ligning (1.8.) so: 0, + + 3 + 3 α d (1.8.3) (Etter Norsk Standard, NS 3471) Hvor: α utnyttelsesaktor. Koer inn i orbindelse ed kontroll. Ved vanlig diensjonering settes α 1,0. d diensjonerende spenning 0, /n F 0, aterialets lytegrense (0,% lytegrense) n F lytesikkerhet. Sikkerhetsaktor ( usikkerhetsaktor ) ot lyting so avgjøres i hvert enkelt tilelle, en eraringsverdi. Typiske verdier 1,0 -,5. aterialkoeisient. Verdier ra 0,95 1,44 (etter NS3471). Ved beregning av kilsveiser aller bort, og ligning (1.8.3) orenkles til 0, + 3 + 3 α d (1.8.4) Henning Johansen 13.03.07 side

8. Spenningskoponenter Ved beregning av sveiste orbindelser, skal de enkelte spenningskoponentene beregnes or selve sveisesnittet og or grunnaterialet like ved siden av sveisen. Det er da orutsatt at det ikke uten videre er klart på orhånd o sveisen eller grunnaterialet vil å størst belastning. Ved buttsveiser og K-sveiser bør det vanligvis kontrolleres i et snitt i grunnaterialet. Ved kilsveiser vil selve sveisesnittet være avgjørende. Beregninger av de enkelte spenningskoponentene vil nå bli vist ved hjelp av eksepler. EKSEMPEL 1 Buttsveist plate belastet i 3 retninger ed P 1, P og P 3. Vi orutsetter at l l e Figur 1.8.3 Buttsveist plate utsatt or kretene P 1, P, P 3 og P 4. (1) Spenningskoponentene i ligning (1.8.3) blir: P 1 / (t l) P / (b t) P 1 og P er noralkreter P 3 / (t l) P 4 / (t l) P 3 og P 4 er skjærkreter Hvor lastkoeisient Verdier 1,1 1,4 (etter NS3471). Her blir a-ålet platetykkelsen t Henning Johansen 13.03.07 side 3

EKSEMPEL plater skjøtt ed kilsveiser og belastet i retninger ed P 1 og P. Vi orutsetter at l l e og a a e. Figur 1.8.4 Plater skjøtt ed kilsveiser og utsatt or kretene P 1 og P. (1) Spenningskoponentene i ligning (1.8.4) blir: P a sin 45 P1 l a l 1 0 P1 P1 0 a cos45 l a l P P er skjærkret a l EKSEMPEL 3 T-skjøt ed kilsveiser og belastet i 1 retning ed P 1. Vi orutsetter at l l e og a a e. Spenningskoponentene i ligning (1.7.4) blir: P a l 1 Figur 1.8.5 T-skjøt ed kilsveiser utsatt or kraten P 1. (1) Henning Johansen 13.03.07 side 4

EKSEMPEL 4 Bjelke ed kilsveiser ello livplate og lens utsatt or bøyeoent. Vi orutsetter at a a e. Figur 1.8.6 Bjelke ed kilsveiser ello livplate og lens utsatt or bøyeoent. (1) a) For kilsveiser ello livplate og sveis: o M Isveis h V S I a sveis Hvor: M bøyeoent I sveis treghetsoent til sveis ( 4 ) V skjærkrat S statisk oent av tverrsnittlaten over snitt s-s i orhold til nøytralaksen b) For Buttsveis i livplate: Punkt A, se Figur 1.8.5, er diensjonerende. M I sveis h o o V I sveis S t S har tilnæret sae verdi so ved beregning av kilsveis. Henning Johansen 13.03.07 side 5

EKSEMPEL 5 I-proil sveist på plate ed kilsveis og utsatt or bøyeoent. Vi orutsetter at a a e. Figur 8.7 I-proil sveist på blate ed kilsveis og utsatt or bøyeoent. (1) Spenningskoponentene i ligning (1.8.4) blir: Punkt øverst i kilsveisen, i avstand h+a ra nøytralaksen, er diensjonerende. M I sveis ( h + a) 0 8.3 Beregning av sveiser ed varepåvirket svekket grunnateriale De leste aluiniulegeringer leveres i tilstand hardbearbeidet eller varebehandlet (innherdet og utherdet). På denne åten har legeringene oppnådd en asthetsøkning. Denne asthetsøkningen kan gå tapt ved sveising i en sone okring sveisen, varepåvirket sone. Størrelsen på denne sonen hvor det har oppstått en asthetsreduksjon vil variere noe ed sveiseetode, grunnaterialets legering og tilstand, aterialtykkelse og antall sveiselarver. TIG-etoden benyttet på tre orskjellige grunnateriale / tilsettateriale kobinasjoner: grunnateriale AA19-T87 (AlCu6Mn) AA6061-T6 (AlMg1SiCu) AA5456-H116 (AlMg5Mn1) tilsettateriale AA319 AA4043(AlSi5) AA5356(AlMg5Cr) Henning Johansen 13.03.07 side 6

Figur 1.8.8 Fasthetsproil over varepåvirket sone i sveis. (6) Platetykkelse er 3,. Kurvene viser tilnæringsverdier rekoet ved å ta hardhetsålinger, HRE (Hardhet Rockwell E), og å regne disse verdiene o til aterialasthet ved bruk av den epiriske orelen utledet or aluiniu legeringer. UTS (Ultiate Tensile Strength) 10,66 19,4 ln(1-(hre/109)) I beregninger av sveiste konstruksjoner gjør vi en orenkling, vi antar en varepåvirket sone på 5 (1 ) ut ra enkeltsveisens idtlinje. Dette gjelder or MIG- og TIG-sveising. For andre sveiseetoder skal bredden astsettes ved orsøk eller dokuenteres på tilredsstillende åte. Figur 1.8.9 Størrelsen på den varepåvirkede sone ved MIG- og TIG-sveising. (1) a) Buttsveis, b) Kilsveis I den varepåvirkede sonen er aterialatheten redusert: BV β B (1.8.5) hvor B strekkastheten (bruddatheten) or ikke varepåvirket ateriale β reduksjonsaktor β er angitt or noen legeringer i tabell 1.8.1. Disse verdiene tilsvarer de angitte verdier i norsk standard (NS 347). For andre legeringer og tilstander gjelder at hvis β ikke kan dokuenteres ved orsøk eller annen tilredsstillende åte, skal astheten or 0,-tilstanden anvendes. Henning Johansen 13.03.07 side 7

grunnateriale (ISO) tilstand (AA) erknad β Al 99,7 H14 0,75 Al-Mn1 H14 0,7 H18 0,5 Al-Mg1 H14 0,7 Al-Mg H14 0,8 Al-Mg,5 H18, H4 0,7 H6, H36 0,7 Al-Mg4,5Mn H3 0,8 Al-Si1Mg T6 0,7 Al-MgSi T6 0,7 Al-Zn4,5Mg1 T6 0,7 inst 30 døgn kaldutherdet 0,8 Al-Zn5Mg1Zr T6 varutherdet 0,9 Al-Zn5,5Mg1Zr T6 30 døgn kaldutherdet 0,75 Varutherdet 0,83 ISO International Standard Organisation AA Aluiniu Association Tabell 1.8.1 Reduksjonsaktor β. Diensjonerende asthet i den varepåvirkede sonen blir: d 0,7 BV 0,7 β B (1.8.6) eller: 0,( ikke varepåvirket grunnateriale) d (1.8.7) Karakteristisk aterialasthet settes lik garantert 0,%-grense, en ikke høyere enn 80% av garantert strekkasthet B. Den inste verdien av (1.8.6) og (1.8.7) er avgjørende. Diesjonerende skjærspenning or den varepåvirkede sonen blir: d d (1.8.8) 3 Henning Johansen 13.03.07 side 8

EKSEMPEL 6 En buttsveis i en 8 plate, ateriale Al-Mg levert i tilstand H14, er sveist ed TIGetoden. Platene er utsatt or kreter noralt på, P, og sveisens lengderetning, P A. Beregn astheten i lengde- og tverretningen. Vi antar at 1,. Figur 1.8.10 Buttsveis i en 8 plate utsatt or kreter noralt på, og sveisens lengderetning. (1) Al-Mg har so asthetsverdier i tilstand H14: 0, 110 N/ B 180 N/ Fra Tabell 1.8.1 blir β 0,8 For upåvirket grunnateriale blir: 0, 110 d 9N / 1, For vareåvirket grunnateriale blir: 0.7 0,8 180 d 84N / 1, Noralt på sveisens lengderetning blir sveisesnittet avgjørende: P 84 400 8 70000N I sveisens lengderetning: P 1 84 400 8+9(400-5) 8 P 1 33600 + 58000 91600N Bæreevnen i lengderetningen settes lik suen av bæreevnen i varepåvirket sone og bæreevnen or ikke-varepåvirket sone. Dette kan i uheldigste all edøre lyting i den bløteste sonen. Henning Johansen 13.03.07 side 9