Determination of the governing failure mechanisms for welded T-joints under cyclic loading conditions
Authors
Andreasen, Daniel Rauff ; Stengaard, Rasmus
Term
4. term
Education
Publication year
2016
Submitted on
2016-06-01
Pages
122
Abstract
Formålet med projektet var at forstå, hvorfor svejste T-samlinger fra tidligere projekter oftere revner i den sidst svejsede side under lavcyklisk træthed (LCF), dvs. gentagne belastninger over relativt få cykler. Vi kombinerede forsøg, numeriske beregninger og teori for at afdække de fysiske forhold, der styrer brud i T-samlinger. I laboratoriet målte vi fra side til side lokale forskelle i mekaniske egenskaber, restspændinger (spændinger, der bliver tilbage efter svejsning) og størrelsen af defekter. Resultaterne blev sammenholdt med teori og en finitte element-model, som simulerer dannelse af restspændinger og deres afslapning over belastningscykler. Vi fandt, at prøver af blødstål typisk havde 50-60 MPa højere restspændinger i den sidst svejsede side, og at disse restspændinger i de fleste forsøg blev reduceret efter få lastcykler. Hårdheden var en smule lavere i den sidst svejsede side, og defekter forekom oftere og var større her. Tilsammen medfører disse forhold mere materialeslitage i den sidst svejsede side og øger revnevæksten. Vi konkluderer derfor, at tendensen til, at brud opstår i den sidst svejsede side, skyldes en kombination af de undersøgte parametre.
This project investigates why welded T-joints from earlier work tend to fracture on the last welded side under low-cycle fatigue (LCF), meaning repeated loading over a relatively small number of cycles. We combined experiments, numerical simulations, and theory to study the physical factors that control fracture in T-joints. In the lab, we measured side-to-side differences in mechanical properties, residual stresses (stresses locked into the material after welding), and flaw sizes. We compared these data with theory and a finite element model that simulates how residual stresses form and relax over load cycles. We found that, in mild steel specimens, residual stresses were generally about 50-60 MPa higher on the last welded side and, in most tests, relaxed after a few loading cycles. Hardness was slightly lower on that side, and flaws were more frequent and larger. Together, these effects cause more material damage on the last welded side and accelerate crack growth. We conclude that the observed failure-side tendency is due to a combined effect of the parameters investigated.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents