Επιστήμη και Τεχνολογία Συγκολλήσεων. Ενότητα 9: Θραύση και κόπωση συγκολλήσεων Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Σχετικά έγγραφα
Επιστήμη και Τεχνολογία Συγκολλήσεων. Ενότητα 4: Παραμένουσες Τάσεις Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Επιστήμη και Τεχνολογία Συγκολλήσεων. Ενότητα 1: Εισαγωγή Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Επιστήμη και Τεχνολογία Συγκολλήσεων

Επιστήμη και Τεχνολογία Συγκολλήσεων

Επιστήμη και Τεχνολογία Συγκολλήσεων. Ενότητα 2: Μέθοδοι Συγκόλλησης Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

3 η ΕΝΟΤΗΤΑ ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Ελαττώματα συγκόλλησης Έλεγχος συγκολλήσεων Αρχές σχεδιασμού. Στοιχεία συγκολλήσεων

ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΣΕ ΚΡΟΥΣΗ

Επιστήμη και Τεχνολογία Συγκολλήσεων. Ενότητα 6: Μέταλλο συγκόλλησης Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Δομικών Υλικών

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 8: Μετασχηματισμοί φάσεων στους χάλυβες. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Μεταλλικών Υλικών

ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ Πείραμα Κρούσης. ΕργαστηριακήΆσκηση 6 η

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 3: Στερεά διαλύματα και ενδομεταλλικές ενώσεις. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Πειραματική Αντοχή Υλικών. Ενότητα: Μονοαξονική Θλίψη

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Μεταλλικών Υλικών

Εισαγωγή στις συγκολλήσεις τήξηςστερεοποίησης

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Μεταλλικών Υλικών

Σιδηρές Κατασκευές ΙΙ

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υλικών Αστοχία: Θραύση, Κόπωση και Ερπυσμός Callister Κεφάλαιο 10 / Ashby Κεφάλαιο 8

Σχήμα 1: Διάταξη δοκιμίου και όργανα μέτρησης 1 BUILDNET

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 2: Κρυσταλλική Δομή των Μετάλλων. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

ΜΕΤΑΛΛΑ. 1. Γενικά 2. Ιδιότητες μετάλλων 3. Έλεγχος μηχανικών ιδιοτήτων

Ποιότητα κατεργασμένης επιφάνειας. Αποκλίσεις 1ης, 2ης, 3ης, 4ης τάξης Τραχύτητα επιφάνειας Σκληρότητα Μικροσκληρότητα Παραμένουσες τάσεις

ΠΑΡΑΜΕΝΟΥΣΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ ΣΕ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ ΤΗΞΕΩΣ

ΑΣΤΟΧΊΑ ΤΩΝ ΥΛΙΚΏΝ Ι ΘΡΑΎΣΗ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Α: Γραμμικά Συστήματα

Φυσικές & Μηχανικές Ιδιότητες

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Πειραματική Αντοχή Υλικών. Ενότητα: Μονοαξονικός Εφελκυσμός

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ. Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

Σιδηρές Κατασκευές ΙΙ

Πειραματική Αντοχή Υλικών Ενότητα:

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 4: ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Θεμελιώσεις

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Δομικών Υλικών

Σιδηρές Κατασκευές ΙΙ

Σιδηρές Κατασκευές Ι. Άσκηση 7: Δικτύωμα πεζογέφυρας (εφελκυσμός, κάμψη και διάτμηση κάτω πέλματος) Δρ. Χάρης Γαντές, Καθηγητής ΕΜΠ

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Δομικών Υλικών

Ικανοτικός Σχεδιασμός. Αντισεισμική Τεχνολογία Ι. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Κωνσταντίνος Σπυράκος

Σιδηρές Κατασκευές ΙΙ

Μάθημα: Πειραματική Αντοχή Υλικών Πείραμα εφελκυσμού

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Δομικών Υλικών

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 5: Διαγράμματα φάσεων και ελεύθερη ενέργεια Gibbs. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Έλαση Διέλαση Ολκή Σφυρηλάτηση. Επισκόπηση κατεργασιών διαμόρφωσης συμπαγούς υλικού - ΕΜΤ

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικών

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΛΟΓΟΥΣ

Σιδηρές Κατασκευές ΙΙ

ΧΑΛΥΒΑΣ ΚΑΙ ΑΛΛΑ ΜΕΤΑΛΑ ΜΕΡΟΣ Β. ΔΟΜΙΚΟΣ ΧΑΛΥΒΑΣ

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

Μαθηματικά και Φυσική με Υπολογιστές

5. ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ

Θεμελιώσεις τεχνικών έργων. Νικόλαος Σαμπατακάκης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Γεωλογίας

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 6: Διάχυση. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

ΔΙΑΜΗΚΗΣ ΑΝΤΟΧΗ ΠΛΟΙΟΥ. Εισαγωγή. Α. Θεοδουλίδης

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Λογισμός 3 Ασκήσεις. Μιχάλης Μαριάς Τμήμα Α.Π.Θ.

ΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΤΟΧΗΣ ΥΛΙΚΩΝ. Γεώργιος Κ. Μπαράκος Διπλ. Αεροναυπηγός Μηχανικός Καθηγητής Τ.Ε.Ι. ΚΑΜΨΗ. 1.

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήματα

Εργαστήριο Εδαφομηχανικής

Σιδηρές Κατασκευές Ι. Άσκηση 1: Έλεγχος ελκυστήρα, κοχλιωτής σύνδεσης και λεπίδας σύνδεσης. Δρ. Χάρης Γαντές, Καθηγητής ΕΜΠ. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ. Αντοχή Υλικού

ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ Πείραμα Στρέψης. ΕργαστηριακήΆσκηση 3 η

ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΣΕ ΔΙΑΤΜΗΣΗ

ΜΑΘΗΜΑ: ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ / ΔΟΜΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 3: ΑΤΕΛΕΙΕΣ ΔΟΜΗΣ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

Σιδηρές Κατασκευές Ι. Άσκηση 4: Θλιβόμενο υποστύλωμα. Δρ. Χάρης Γαντές, Καθηγητής ΕΜΠ. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Εργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΕΜΒΑΘΥΝΣΗΣ

Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης. Ενότητα 2. Βασίλειος Γιαννόπαπας

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΙΙ

ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 9: ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ & ΑΓΩΓΟΙ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Αστικά υδραυλικά έργα

Υπόγεια Υδραυλική και Υδρολογία

Ανάλυση βάδισης. Ενότητα 2: Χωροχρονικές παράμετροι

ΔΟΚΙΜΗ ΚΟΠΩΣΗΣ. Σχήμα 1 : Επιφάνεια θραύσης από κόπωση σε περιστρεφόμενο άξονα

Εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Τεχνικό Σχέδιο

Σιδηρές Κατασκευές Ι. Άσκηση 8: Στύλος πινακίδας σήμανσης υπό στρέψη. Δρ. Χάρης Γαντές, Καθηγητής ΕΜΠ. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών

Αντοχή κατασκευαστικών στοιχείων σε κόπωση

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Τεχνικό Σχέδιο

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Φωτοτεχνία. Ενότητα 7: Εισαγωγή στον Φωτισμό Δρόμου

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 4: Ηλεκτρικά Κυκλώματα. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

Πρέσσες. Ορισμοί Τυπολογία. Πρέσσες. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ

Πρέσσες κοχλία. Κινηματική Δυνάμεις Έργο. Πρέσσες κοχλία. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ

Απότμηση Διάτρηση Κάμψη Κοίλανση - Τύπωση. Επισκόπηση κατεργασιών διαμόρφωσης ελάσματος - ΕΜΤ

Σιδηρές Κατασκευές Ι. Άσκηση 6: Διαστασιολόγηση τεγίδας στεγάστρου. Δρ. Χάρης Γαντές, Καθηγητής ΕΜΠ. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών

Σιδηρές Κατασκευές Ι. Άσκηση 3: Δικτύωμα πεζογέφυρας (θλιβόμενο άνω πέλμα) Δρ. Χάρης Γαντές, Καθηγητής ΕΜΠ. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών

Εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 1. ΕΔΑΦΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Χημεία. Ενότητα 13 η : Χημική Κινητική Αναπλ. Καθηγητής: Γεώργιος Μαρνέλλος Διδάσκοντες: Ε. Τόλης. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών

Απαιτήσεις των νέων Προτύπων ΕΛΟΤ για τους χάλυβες οπλισµού σκυροδέµατος

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ

Εργαστήριο Εδαφομηχανικής

Μοντελοποίηση Λογικών Κυκλωμάτων

Transcript:

Επιστήμη και Τεχνολογία Συγκολλήσεων Ενότητα 9: Θραύση και κόπωση συγκολλήσεων Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 3

Σκοποί ενότητας Αναδρομή σε αστοχίες συγκολλητών κατασκευών Εισαγωγή στη θραύση και κόπωση των μετάλλων και ανάλυση της θραύσης και κόπωσης των συγκολλήεων Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 4

Περιεχόμενα ενότητας 1. Εισαγωγή 2. Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 3. Κόπωση στις συγκολλήσεις Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 5

Ενότητα 9: Θραύση και κόπωση συγκολλήσεων

Εισαγωγή 1 (1) Οι περισσότερες από τις μεταλλικές κατασκευές σήμερα είναι συγκολλητές. Μια αναδρομή σε αστοχίες συγκολλητών κατασκευών έδειξε ότι οι αστοχίες των κατασκευών ξεκίνησαν από τις συγκολλήσεις. Μια συγκόλληση εισάγει σε μια κατασκευή αρκετά επιβαρυντικά στοιχεία Μεταβολή της μικροδομής και των μηχνικών ιδιοτήτων στο μέταλλο συγκόλλησης και στη θερμοεπηρεασμένη ζώνη Παραμένουσες τάσεις Παραμορφώσεις Η συγκέντρωση των τάσεων λόγω της μεταβολής της τοπικής γεωμετρίας Ασυνέχειες Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 7

Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 2 (1) Αναδρομή σε προηγούμενες αστοχίες από ψαθυρή θραύση Αστοχίες από ψαθυρή θραύση πιο συχνές κατά τη διάρκεια του 2 ου Παγκόσμιου πολέμου 1950: θεσπίζονται οι πρώτοι κανονισμοί για την ποιότητα χάλυβα κατασκευών Σχήμα 1: Το Τ-2 τάνκερ Schenectady κομμένο στα δύο Αναπτύσσεται η Μηχανική των Θραύσεων Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 8

Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 2 (2) Σχήμα 2: Η γέφυρα Point Pleasant στην δυτική Βιρτζίνια (ΗΠΑ) μετά την κατάρρευση της τον Δεκέμβριο του 1967 Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 9

Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 2 (3) Σχήμα 3: (α) Η πλατφόρμα Alexander Kieland, (β) ένα από τα υποστυλώματα επιπλέει μετά την κατάρρευση της πλατφόρμας τον Μάρτιο του 1980 Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 10

Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 2 (4) Μετάβαση από την ολκιμη στην ψαθυρή θράυση Δοκιμασία κρούσης Charpy test ASTM E23 Μια σφύρα προσαρμοσμένη σε ένα εκκρεμές επιβάλλει κρουστική φόρτιση σε ένα δοκίμιο το οποίο περιέχει εγκοπή τύπου V και η ενέργεια που καταναλώνεται από τη θραύση του δοκιμίου καταγράφεται σα συνάρτηση της θερμοκρασίας Σχήμα 4: Σχηματική παράσταση δοκιμασίας κρούσης Charpy με την μηχανή κρούσης και τις λεπτομέρειες του δοκιμίου Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 11

Σχήμα 5:Χαρακτηριστικά αποτελέσματα δοκιμασίας κρούσης σε συνάρτηση με την θερμοκρασία για διάφορα μέταλλα Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 2 (5) Τα μεσαία και χαμηλής αντοχής μέταλλα του εδροκεντρομένου συστήματος FCC καθώς και τα περισσότερα μέταλλα του πυκνού εξαγωνικού (HCP) παρουσιάζουν σχετικά υψηλές τιμές της ενέργειας κρούσης Τα κράματα υψηλής αντοχής παρουσιάζουν χαμηλές τιμές της ενέργειας κρούσης και μπορούν να υποστούν ψαθυρή θραύση ακόμα και κάτω από χαμηλές τάσεις στην ελαστική περιοχή, παρουσία εγκοπών Οι χάλυβες κατασκευών με χαμηλή και μεσαία αντοχή καθώς και πολλά μέταλλα του χωροκεντρομένου συστήματος BCC εμφανίζουν μετάβαση από την όλκιμη στην ψαθυρή θραύση με πτώση της θερμοκρασίας Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 12

Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 2 (6) Στοιχεία από τη Μηχανική των θραύσεων Η μηχανική των θραύσεων προσφέρει μια μεθοδολογία για το συσχετισμό των παραμέτρων όπως Επιβαλλόμεν φορτία Προυπάρχουσες ρωγμές Δυσθραυστότητα μετάλλου Βρίσκοντας άμεση εφαρμογή στο μηχανολογικό σχεδιασμό των συγκολλητών κατασκευών Σχήμα 6:Οι συνιστώσες του τασικού πεδίου μπροστά από μία ρωγμή σε ένα έλασμα Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 13

Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 2 (7) Σχήμα 7: Οι τρεις τύποι για την φόρτιση μιας ρωγμής: τύπος Ι: εφελκυστικός, τύπος ΙΙ: συνεπίπεδος διατμητικός, τύπος ΙΙΙ: αντιεπίπεδος διατμητικός Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 14

Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 2 (8) Σχήμα 8: Σχηματική παράσταση της κρίσιμης συνθήκης θραύσεως Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 15

Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 2 (9) Σχήμα 9: Επίδραση της παραμένουσας τάσης, της αποτατικής ανόπτησης και της δυσθραυστότητας στην ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 16

Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 2 (10) Σχήμα 10: Ο τρόπος με τον οποίο η γωνιακή μεταβολή προκαλεί επιπλέον φόρτιση στην ρωγμή στον πόδα της συγκόλλησης Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 17

Ψαθυρή θραύση των συγκολλήσεων 2 (11) Αντιμετώπιση της ψαθυρής θράυσης στις συγκολλήσεις Αποφυγή της διάδοσης μιας ρωγμής Αναχαίτηση ρωγμής Προδιαγραφές δυσθραυστότητας στους κώδικες κατασκευών Έλεγχος των παραμενουσών τάσεων και παραμορφώσεων Έλεγχος των ασυνεχειών κώδικες Fitness for service Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 18

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (1) Η κόπωση είναι ο πιο συνήθης μηχανισμός αστοχίας στις συγκολλήσεις. Σε όλες τις περιπτώσεις η εισαγωγή μιας συγκόλλησης σε ένα φέρον στοιχείο μιας κατασκευής μειώνει την αντοχή σε κόπωση. Αυτό έχει σα συνέπεια τα φορτία σχεδιασμού σε συγκολλητές κατασκευές που υφίστανται επαναλαμβανόμενη φόρτιση να περιορίζονται από την αντοχή των συγκολλήσεων στην κόπωση Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 19

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (2) Στοιχεία από την κόπωση μετάλλων Σχήμα 11: Το πλάτος της τάσης σε συνάρτηση με την διάρκεια ζωής για χάλυβα και αλουμίνιο (καμπύλη S-N) Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 20

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (3) Στοιχεία από την κόπωση μετάλλων Σχήμα 12: Ανάπτυξη ρωγμής κατά την κόπωση: α ο αρχικό μήκος, α f τελικό μήκος, N f διάρκεια ζωής Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 21

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (4) Στοιχεία από την κόπωση μετάλλων Σχήμα 13: Ταχύτητα ανάπτυξης της ρωγμής dα/dn σε συνάρτηση με το εύρος του συντελεστή έντασης των τάσεων ΔΚ Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 22

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (5) Παράγοντες που επιδρούν στην κόπωση των συγκολλήσεων Επίδραση γεωμετρικών παραμέτρων Σχήμα 14: Εκκίνηση ρωγμής κόπωσης: (α) από τον πόδα, (β) από την ρίζα της συγκόλλησης Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 23

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (6) Παράγοντες που επιδρούν στην κόπωση των συγκολλήσεων Επίδραση γεωμετρικών παραμέτρων Σχήμα 15: Γεωμετρικές παράμετροι που επιδρούν στην κόπωση των συγκολλήσεων: Τ = πάχος ελάσματος, t = πάχος ενισχυτικού, L = μήκος από πόδα σε πόδα, θ = γωνία στον πόδα και r = ακτίνα καμπυλότητας στον πόδα της συγκόλλησης Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 24

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (7) Παράγοντες που επιδρούν στην κόπωση των συγκολλήσεων Επίδραση γεωμετρικών παραμέτρων Σχήμα 16: Διαφορά ευθυγράμμισης (misalignment) μεταξύ ελασμάτων σε συγκολλήσεις συμβολής Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 25

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (8) Παράγοντες που επιδρούν στην κόπωση των συγκολλήσεων Επίδραση γεωμετρικών παραμέτρων Σχήμα 17: Η ενίσχυση (reinforcement) σε συγκολλήσεις συμβολής Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 26

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (9) Παράγοντες που επιδρούν στην κόπωση των συγκολλήσεων Επίδραση του τύπου της σύνδεσης Σχήμα 18: Συγκόλληση επικάλυψης (lap joint) και συγκόλληση συμβολής (butt joint). Η διακεκομμένη γραμμή δείχνει την ροή του φορτίου στα ελάσματα Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 27

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (10) Παράγοντες που επιδρούν στην κόπωση των συγκολλήσεων Επίδραση του τύπου της σύνδεσης Σχήμα 19: Συγκόλληση δοκών Τ: (α) διακοπτόμενη συγκόλληση, (β) συνεχής συγκόλληση Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 28

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (11) Παράγοντες που επιδρούν στην κόπωση των συγκολλήσεων Επίδραση των ασυνεχειών Όλες οι ασυνέχειες προκαλούν συγκέντρωση των τάσεων και με τον τρόπο αυτό μειώνουν την αντοχή σε κόπωση των συγκολλήσεων. Όμως δεν έχουν όλες οι ασυνέχειες την ίδια επίδραση και σημαντικό ρόλο παίζει η θέση της ασυνέχειας Ασυνέχειες με επίπεδη γεωμετρία όπως οι ρωγμές και η ατελής τήξη μειώνουν δραστικά την αντοχή των συγκολλήσεων σε κόπωση. Οι πόροι και τα εγκλείσματα δεν έχουν σημαντική επίδραση εφόσον ευρίσκονται μέσα στο μέταλλο συγκόλλησης μακριά από τον πόδα ή την ρίζα της συγκόλλησης Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 29

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (12) Παράγοντες που επιδρούν στην κόπωση των συγκολλήσεων Επίδραση των παραμενουσών τάσεων Σχήμα 20: Ανάπτυξη ρωγμής κόπωσης σε πεδίο παραμενουσών τάσεων Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 30

Κόπωση στις συγκολλήσεις 3 (13) Παράγοντες που επιδρούν στην κόπωση των συγκολλήσεων Τροποποίηση της κατανομής των παραμενουσών τάσεων Σχήμα21: Επίδραση της μηχανικής προέντασης (70% του ορίου διαρροής) στην κατανομή της διαμήκους παραμένουσας τάσης σε συγκόλληση κράματος αλουμινίου 2024-Τ3 με την μέθοδο GTAW-TIG (πηγή: D.A. Price et al, Science and Technology of Welding and Joining, Vol.12, p.620-633, 2007). Θραύση και κόπωση των συγκολλήσεων 31