Naslov
Procjena životnoga vijeka kod umora zavarenih čeličnih konstrukcijskih detalja obrađenih metodom mehaničkoga udara visokom frekvencijom
(Fatigue life assessment of High Frequency Mechanical Impact treated welded steel structural details)

Autori
Fuštar, Boris

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Građevinski fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
12.04

Godina
2023

Stranica
213 + 53 stranice priloga

Mentor
Lukačević, Ivan

Ključne riječi
Čelične konstrukcije ; umor ; zavareni detalji ; metoda mehaničkoga udara visokom frekvencijom ; HFMI ; zaostala naprezanja ; faktor koncentracije naprezanja ; tvrdoća materijala ; proračunski model ; stohastički model ; TSM
(Steel structures ; fatigue ; welded details ; High Frequency Mechanical Impact method ; HFMI ; residual stresses ; stress concentration factor ; material hardness ; design model ; stohastic model ; TSM)

Sažetak
Umor je progresivna i lokalizirana pojava postupnog oštećivanja materijala uslijed dugotrajnih ciklički promjenjivih naprezanja. U slučaju zavarenih čeličnih konstrukcija, oštećenja umorom nastaju unutar zavarenih detalja, koji predstavljaju geometrijske i materijalne diskontinuitete. Nagle promjene geometrije uzrokuju visoke koncentracije naprezanja, čime se skraćuje životni vijek zavarenih detalja izloženih djelovanju umora. Proces zavarivanja uzrokuje vlačna zaostala naprezanja u području zavara, koja mogu dodatno skratiti njihov životni vijek. Unatoč brojnim smjernicama i preporukama za projektiranje, zadovoljavajući životni vijek zavarenih detalja izloženih umoru nije uvijek moguće postići. Zbog toga su razvijene metode obrade zavara poput metode mehaničkoga udara visokom frekvencijom koja omogućuje produljenje njihovog životnog vijeka. To se postiže promjenom lokalne geometrije zavara, unošenjem tlačnih zaostalih naprezanja i povećanjem tvrdoće na mjestu obrade. U okviru ovoga istraživanja su razvijeni i kalibrirani deterministički i stohastički proračunski modeli koji omogućuju pouzdanu procjenu životnoga vijeka neobrađenih i obrađenih zavarenih detalja izloženih umoru. Laboratorijskim ispitivanjima i numeričkim analizama su određeni i analizirani parametri poboljšanja životnoga vijeka zavarenih detalja, a kalibracija modela je provedena na temelju laboratorijskih cikličkih ispitivanja.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Građevinarstvo

Napomena
Fatigue is a progressive and localised process of
damage accumulation in the material due to cyclic
stresses. In the case of welded steel structures,
fatigue damage occurs within the welded details,
representing geometric and material
discontinuities. Sudden changes in geometry cause
high-stress concentrations, which reduces the
fatigue life of welded steel details. The welding
process causes tensile residual stresses in the
weld area, which can further reduce fatigue life.
Despite numerous design guidelines and
recommendations, the satisfactory fatigue life of
welded steel details is not always possible to
achieve. Therefore, Post Weld Treatment methods,
such as the High-Frequency Mechanical Impact
treatment, have been developed, extending their
fatigue life. This is achieved by improving the
weld geometry, reducing the stress concentration,
introducing compressive residual stresses, and
increasing the hardness at the location of the
treatment. Within the scope of this research,
deterministic and stochastic calculation models
were developed and calibrated, which enable
reliable estimation of the fatigue life of
untreated and treated welded details. Laboratory
tests and numerical analysis were used to
determine fatigue life improvement parameters and
the model calibration was performed based on the
laboratory cyclic tests.

POVEZANOST RADA