ENGINEERING METHOD OF FINDING STRESS CONCENTRATION FACTOR IN LAPPED WELDED JOINT UNDER TENSILE FORSE AND BENDING MOMENT

А. В. Молтасов, И. Н. Клочков, В. В. Кныш

Abstract


Subject, theme, aim. Subject of the research is the stress state of the lapped welded joint under loading. The aim is to describe stress state in the stress concentration zone. Stress concentration factor was caused by the geometry of welded joint.
Method or methodology. For researching stress state and stress concentrator factor of the lapped welded joint under tensile and bending forces was used method of the non-planar cross sections and finite element method.
Results. Expression that describing stress state and expressions for the stress concentration factor that was caused by tensile force and bending moment had been obtained by using the method of the non- planar cross sections. Also was obtained results using finite element method.
Field of application of the results. The results can be used for computations of the stress state of the constructions with lapped welded joints under static and cyclic loading.


Keywords


lapped welded joint; stress concentration factor; method of non-planar cross sections; method of broken-planar cross sections; finite element method

References


Proyektirovaniye svarnykh konstruktsiy v mashinostroyenii (Design of welded structures in mechanical engineering). Pod. red. S. A. Kurkina. M., «Mashinostroyeniye», 1975. 376 p.

Navrotskiy D. I. Raschot svarnykh konstruktsiy s uchotom kontsentratsii napryazheniy.( Calculation of welded structures subject to stress concentration) Leningrad: «Mashinostroyeniye», 1968. 170 p.

Trufyakov V. I. Ustalost' svarnykh soyedineniy (Fatigue of welded joints). Kyiv: «Nauk. dumka», 1973. 216 p.

Svarka v mashinostroyenii: Spravochnik. (Welding in mechanical engineering : Handbook) V 4-kh t. Moscow: «Mashinostroyeniye», 1979. T. 3. 576 p.

Prochnost' svarnykh soyedineniy pri peremennykh nagruzkakh. AN USSR. In-t elektrosvarki im. E. O. Patona (Strength of welded joints under variable loads . Ukrainian Academy of Sciences . Institute of Electric Welding Institute . Paton ,); Pod red. V. I. Trufyakova. Kyiv: «Nauk. dumka», 1990. 256 p.

Bakshi O. A., Zaytsev N. L., Shron L. B. Vliyaniye geometrii uglovykh shvov na koeffitsiyent kontsentratsii i gradiyenty napryazheniy v tavrovykh soyedineniyakh (effect of the geometry of fillet welds on the concentration factor and stress gradients in the T- joints). Svaroch. pr-vo. 1982. No.8. PP. 3-5.

Il'in A. V., Karzov G. P., Leonov V. P. Metody raschota tsiklicheskoy prochnosti svarnykh soyedineniy (Methods of cyclic strength of welded joints). Leningrad: LDNTP. 1983. 32 p.

Rybin YU. I., Stakanov V. I., Kostylev V. I. Issledovaniye metodom konechnykh elementov vliyaniya parametrov shvov tavrovykh i krestoobraznykh svarnykh soyedineniy na kontsentratsiyu napryazheniy (Study the finite element method the influence of parameters of T- joints and cruciform welded joints on the stress concentration). Avtomat. svarka. 1982. No. 5. pp. 16-20.

Nihai M., Sasaki E., Kanao M., Inagaki M. Statistical analyses on fatigue strength of arc-welded joints using covered electrodes under various welding conditions with particular attention to their shape (Statistical analyses on fatigue strength of arc-welded joints using covered electrodes under various welding conditions with particular attention to their shape). Trans. Nat. Res. Inst. Metals. 1981. N 2. P. 21-33.

Verkhovskiy A. V., Andronov V. P., Ionov V. A. Opredeleniye napryazheniy v opasnykh secheniyakh detaley slozhnoy formy. Metod neploskikh secheniy (Verkhovskii A. Determination of stress in dangerous sections of parts of complex shape. The method of non-planar cross sections). Moscow: Mashgiz, 1958. 147 p.

Moltasov A. V. Primeneniye metoda neploskikh secheniy k opredeleniyu napryazheniy v zonakh kontsentratsii, vyzvannoy usileniyem stykovogo svarnogo soyedineniya (Application of the non-planar cross sections to determine the stresses in the areas of concentration caused by the intensification of butt weld). Problemy prochnosti. 2013. No. 1. pp. 159-167.

Neyber G. Kontsentratsiya napryazheniy (Stress concentration). Moscow: Gostekhizdat, 1947. 204 p.

Gurney T. R. Fatigue of welded structures (Fatigue of welded structures). London: Cambridge University Press, 1979. 456 p.

Opir materialiv: Pidruchnik (Strengths of materials). Za red. G. S. Pisarenka. Kyiv: Vishcha shk., 2004. 655 p.

Knysh V. V,. Klochkov I. N., Berezin I. V. Povysheniye soprotivleniya ustalosti nakhlostochnykh soyedineniy tonkolistovykh alyuminiyevykh splavov, vypolnennykh svarkoy plavleniyem (Increased fatigue resistance of lap joints of sheet aluminum alloys made by fusion welding). Avtomat. svarka. 2013. No. 3. pp. 53-55.

Rudakov K. M. Chisel'ni metodi analizu v dinamitsi ta mitsnosti konstruktsiy (Numerical methods for the analysis of the dynamics and strength of structures): Navch. posibnik. Kyiv: NTUU «KPI», 2007. 379 p.: il.


GOST Style Citations


1. Проектирование сварных конструкций в машиностроении. Под. ред. С. А. Куркина. М., «Машиностроение», 1975. – 376 с.

2. Навроцкий Д. И. Расчёт сварных конструкций с учётом концентрации напряжений. – Л.: «Машиностроение», 1968. – 170 с.

3. Труфяков В. И. Усталость сварных соединений. – Киев: «Наук. думка», 1973. – 216 с.

4. Сварка в машиностроении: Справочник. – В 4-х т. – М: «Машиностроение», 1979. – Т. 3. – 576 с.

5. Прочность сварных соединений при переменных нагрузках. АН УССР. Ин-т электросварки им. Е. О. Патона; Под ред. В. И. Труфякова. – Киев: «Наук. думка», 1990. – 256 с.

6. Бакши О. А. Влияние геометрии угловых швов на коэффициент концентрации и градиенты напряжений в тавровых соединениях / О. А. Бакши, Н. Л. Зайцев, Л. Б. Шрон // Свароч. пр-во. – 1982. – № 8. – С. 3-5.

7. Ильин А. В. Методы расчёта циклической прочности сварных соединений / А. В. Ильин, Г. П. Карзов, В. П. Леонов и др. // Л.: ЛДНТП. – 1983. – 32 с.

8. Рыбин Ю. И. Исследование методом конечных элементов влияния параметров швов тавровых и крестообразных сварных соединений на концентрацию напряжений / Ю. И. Рыбин, В. И. Стаканов, В. И. Костылев и др. // Автомат. сварка. – 1982. – № 5. – С. 16-20.

9. Nihai M. Statistical analyses on fatigue strength of arc-welded joints using covered electrodes under various welding conditions with particular attention to their shape / M. Nihai, E. Sasaki, M. Kanao, M. Inagaki // Trans. Nat. Res. Inst. Metals. – 1981. – N 2. – P. 21-33.

10. Верховский А. В. Определение напряжений в опасных сечениях деталей сложной формы. Метод неплоских сечений / А. В. Верховский, В. П. Андронов, В. А. Ионов и др. – М.: Машгиз, 1958. – 147 с.

11. Молтасов А. В. Применение метода неплоских сечений к определению напряжений в зонах концентрации, вызванной усилением стыкового сварного соединения / А. В. Молтасов // Проблемы прочности. – 2013. – № 1. – С. 159-167.

12. Нейбер Г. Концентрация напряжений / Пер. с нем. – М.: Гостехиздат, 1947. – 204 с.

13. Gurney T. R. Fatigue of welded structures. – London: Cambridge University Press, 1979. – 456 p.

14. Опір матеріалів: Підручник / За ред. Г. С. Писаренка. – К.: Вища шк., 2004. – 655 с.

15. Кныш В. В. Повышение сопротивления усталости нахлёсточных соединений тонколистовых алюминиевых сплавов, выполненных сваркой плавлением / В. В. Кныш, И. Н. Клочков, И. В. Березин // Автомат. сварка. – 2013. – № 3. – С. 53-55.

16. Рудаков К. М. Чисельні методи аналізу в динаміці та міцності конструкцій: Навч. посібник. – К.: НТУУ «КПІ», 2007. – 379 с.: іл.




DOI: http://dx.doi.org/10.20535/2305-9001.2013.69.29013

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2017 Mechanics and Advanced Technologies