Расчет на усталость сварных конструкций по напряжениям в зоне концентратора

Abstract

Конструкции под переменными нагрузками подвержены усталостному разрушению. Помимо классических методик испытаний элементов на усталость разрабатываются методы расчетной оценки. Наиболее часто применяется метод номинальных напряжений, который базируется на расчете средних напряжений в исследуемом сечении. Более широкие возможности для разработки универсальных методик дал метод конечных элементов. Новый метод анализа с использованием эффективного надреза непосредственно относится к методикам инициации усталостной трещины в надрезе. На основании теории Нойбера и результатов более 80 серий усталостных испытаний более 1000 образцов было установлено, что вместо надреза в шве можно использовать фиктивное загружение соответствующего радиуса. Для стали этот радиус составляет 1 мм. Этот метод был включен в рекомендации МИС по расчету усталости и, таким образом, появилась возможность его практического применения в соответствии со стандартами.

Structures loaded by fluctuating forces are susceptible to fatigue damage. Besides the classical component testing, several calculative assessment methods have been developed. Most commonly used is the nominal stress method, which is based on the average stress in the section to be verified. With the oncome of the finite element method (FEM), more universal methods could be developed. The new method of effective notch analysis refers directly to the notch, at which a fatigue crack initiation is expected. On the basis of Neuber's theory and of more than 80 fatigue test series containing more than 1000 test specimens, it can be shown that the weld notch can be replaced by a fictitious, but consistent radius. For steel this radius is 1 mm. This method has been introduced to the IIW fatigue design recommendations.