Please use this identifier to cite or link to this item:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/31725
Title: | Fatigue failure of gusset plates nodes of welded truss |
Other Titles: | Втомна пошкоджуваність фасонкових вузлів зварної ферми |
Authors: | Басара, Микола Андрійович Ковальчук, Ярослав Олексійович Шингера, Наталія Ярославівна Basara, Mykola Kovalchuk, Yaroslav Shynhera, Natalia |
Affiliation: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, Україна Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine |
Bibliographic description (Ukraine): | Basara M. Fatigue failure of gusset plates nodes of welded truss / Mykola Basara, Yaroslav Kovalchuk, Natalia Shynhera // Scientific Journal of TNTU. — Ternopil : TNTU, 2019. — Vol 96. — No 4. — P. 39–44. |
Bibliographic description (International): | Basara M., Kovalchuk Y., Shynhera N. (2019) Fatigue failure of gusset plates nodes of welded truss. Scientific Journal of TNTU (Ternopil), vol. 96, no 4, pp. 39-44. |
Is part of: | Вісник Тернопільського національного технічного університету, 4 (96), 2019 Scientific Journal of the Ternopil National Technical University, 4 (96), 2019 |
Journal/Collection: | Вісник Тернопільського національного технічного університету |
Issue: | 4 |
Volume: | 96 |
Issue Date: | 28-Jan-2020 |
Submitted date: | 28-Dec-2019 |
Date of entry: | 21-May-2020 |
Publisher: | ТНТУ TNTU |
Place of the edition/event: | Тернопіль Ternopil |
DOI: | https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2019.04.039 |
UDC: | 624.078.3 624.014.078.45 624.3 |
Keywords: | зварна ферма вузли ферми втомна пошкоджуваність welded truss truss nodes fatigue failure |
Number of pages: | 6 |
Page range: | 39-44 |
Start page: | 39 |
End page: | 44 |
Abstract: | Із використанням комп’ютерного моделювання у програмному комплексі ANSYS Workbench 19.1 виконано дослідження втомної пошкоджуваності зварної прямокутної ферми 4954 х 1596 мм при дії зосередженого циклічного навантаження на центральний вузол верхнього пояса. Конструктивно зварна ферма виготовлена з профільних труб різноманітних розмірів зі сталі ВСт3пс. Вузлові з’єднання ферми виконані через фасонку. Вузлові фасонки виготовлені з прокатної листової сталі товщиною 5 мм у вигляді трапецій, які встановлені у попередньо виконані вирізи у поясах ферми. Зварні з’єднання виконано напівавтоматичним дуговим зварюванням у середовищі CO2 з використанням дротового електрода Св08Г2С, катет зварного шва 5 мм. Обрана схема навантажування та базування ідентифікує експлуатаційний режим для такого типу фермової конструкції, а саме для підкроквяних ферм, до яких прикріплені підкроквяні шляхи мостових підвісних механізмів. За результатами виконання комп’ютерного моделюючого експерименту в середовищі ANSYS Workbench 19.1 отримано рівень напружень та їх розподіл в елементах та вузлах зварної ферми. Виявлено місця з найбільшими напруженнями, у яких будуть зароджуватися втомні тріщини, а саме у навколошовній зоні термічного впливу з’єднання фасонки із центральною стійкою у центральному вузлі нижнього пояса зварної ферми. Також отримано показники втомної пошкоджуваності в числовому вигляді кількості циклів до зародження втомної тріщини та до настання граничного стану конструкції. Визначено, що для режиму з максимальним навантаженням P=50кН критична довжина тріщини становить 117,2 мм. На базі отриманих числових показників побудовано криву втомної чутливості, яка візуалізує інтенсивність втомної пошкоджуваності залежно від величини прикладеного зовнішнього навантаження. Отримані результати дають можливість визначати рівень втомної пошкоджуваності зварних ферм як на стадії проектування, так і впродовж їх експлуатації. The fatigue failure modeling of welded rectangular truss 4954 х 1596 mm size with gusset plates joints under external cyclic loading was studied in the paper. The sample is made of steel shaped tubes with various cross section areas. Loading and support schemes that identify the operating mode for this type of structure were selected. According to the results of computer simulation experiment in ANSYS Workbench 19.1 the stress value of welded truss nodes and the fatigue sensitivity curve were obtained. The results obtained in the paper can be applied both in the design of new trusses to prevent the destruction of structures in service. |
URI: | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/31725 |
ISSN: | 2522-4433 |
Copyright owner: | © Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2019 |
URL for reference material: | https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2017.01.008 https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2018.11.003 https://doi.org/10.1002/mawe.200800356 https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2005.10.003 |
References (Ukraine): | 1. Shunyao C., Weizhen C., Mohammad M. Fatigue life assessment of large scale T-jointed steel truss bridge components. Journal of Constructional Steel Research. 2017. № 153. Р. 499–509. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2017.01.008 2. Шингера Н. Я. Статистична модель для визначення залишкового ресурсу типової зварної ферми при циклічних навантаженнях: дис. … канд. техн. наук: 01.05.02. Тернопіль, 2012. 166 с. 3. C. Chuang, Z. Qinghua, B. Yi Fatigue life evaluation of welded joints in steel bridge considering residual stress. Journal of Constructional Steel Research. 2019. № 153. P. 509–518. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2018.11.003 4. Nussbaumer A., Costa Borges A. L. Size effects in the fatigue behavior of welded steel tubular bridge joints. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 2008. № 10. Р. 740–748. https://doi.org/10.1002/mawe.200800356 5. Schumacher A. and Nussbaumer A., Experimental study on the fatigue behavior of welded tubular k-joints for bridges. Engineering Structures. 2006. Vol. 28. Р. 745–755. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2005.10.003 6. Ковальчук Я. О., Шингера Н. Я., Басара М. А. Конструювання вузлів зварних ферм з використанням ПК ANSYS. Вісник ТНТУ ім. Івана Пулюя. 2017. № 1 (85). С. 47–52. 7. ANSYS Inc. 2016, ANSYS 17.1 Help System. Canonsburg, Pennsylvania. |
References (International): | 1. Shunyao C., Weizhen C., Mohammad M. Fatigue life assessment of large scale T-jointed steel truss bridge components. Journal of Constructional Steel Research. 2017. № 153. Р. 499–509. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2017.01.008 2. Shynhera N. Ya. Statystychna model dlia vyznachennia zalyshkovoho resursu typovoi zvarnoi fermy pry tsyklichnykh navantazhenniakh: dys. … kand. tekhn. nauk: 01.05.02. Ternopil, 2012. 166 р. 3. C. Chuang, Z. Qinghua, B. Yi Fatigue life evaluation of welded joints in steel bridge considering residual stress. Journal of Constructional Steel Research. 2019. № 153. P. 509–518. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2018.11.003 4. Nussbaumer A., Costa Borges A. L. Size effects in the fatigue behavior of welded steel tubular bridge joints. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 2008. № 10. Р. 740–748. https://doi.org/10.1002/mawe.200800356 5. Schumacher A. and Nussbaumer A., Experimental study on the fatigue behavior of welded tubular k-joints for bridges. Engineering Structures. 2006. Vol. 28. Р. 745–755. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2005.10.003 6. Kovalchuk Ya. O., Shynhera N. Ya., Basara M. A. Konstruiuvannia vuzliv zvarnykh ferm z vykorystanniam PK ANSYS. Visnyk TNTU im. Ivana Puliuia. 2017. № 1 (85). Р. 47–52. 7. ANSYS Inc. 2016, ANSYS 17.1 Help System. Canonsburg, Pennsylvania. |
Content type: | Article |
Appears in Collections: | Вісник ТНТУ, 2019, № 4 (96) |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
TNTUSJ_2019v96n4_Basara_M-Fatigue_failure_of_gusset_39-44.pdf | 2,7 MB | Adobe PDF | View/Open | |
TNTUSJ_2019v96n4_Basara_M-Fatigue_failure_of_gusset_39-44.djvu | 316,66 kB | DjVu | View/Open | |
TNTUSJ_2019v96n4_Basara_M-Fatigue_failure_of_gusset_39-44__COVER.png | 1,14 MB | image/png | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.