Исследование и оценка остаточного напряжения в предварительно напряжённых стальных двутавровых балках, изготовленных свариванием

А. Озаш$^{1}$, Ю. Ёзчаталбаш$^{2}$

$^{1}$Университет Гази, техническая профессиональная школа, 06500 Анкара, Турция
$^{2}$Университет Гази, технологический факультет, департамент материаловедения и металлургии, 06500 Анкара, Турция

Получена: 15.07.2015. Скачать: PDF

Цель данной работы – определить тип и величину остаточных напряжений, возникающих в стальных двутавровых балках, изготовленных с использованием метода сварки с предварительным напряжением. Для достижения этой цели были изготовлены стальные двутавровые балки с предварительным напряжением 50, 100, 150, 200 и 272 МПа. Остаточные напряжения в этих балках определялись методом сверления отверстий. Было установлено, что продольное остаточное растягивающее напряжение возрастает с возрастанием предварительного напряжения вплоть до 200 МПа. Было также обнаружено, что возникает остаточное растягивающее напряжение вплоть до 92 МПа на поперечном разрезе в центре поверхности нижнего фланца, и оно преобразовывается в остаточное напряжение сжатия через края нижнего фланца. Кроме того, остаточное напряжение сжатия определялось у полки балки. Это напряжение преобразовывалось в растягивающее напряжение на нижнем фланце, и такая вариабельность типа напряжения создаёт напряжение сдвига на сварном шве.

Ключевые слова: сварка, предварительно напряжённая стальная балка, остаточное напряжение, метод сверления отверстий.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i10/1325.html

PACS: 06.60.Vz, 61.72.Hh, 62.20.F-, 81.20.Vj, 81.40.Lm, 81.70.Bt, 83.50.Uv


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. J. M. Park, Prestressed Steel Beam, Korean Patent No. KR2002071611 (2002).
  2. H. Zhaobo, Prestressed Large-Span Solid Portal Steel Frame and its Construction Process, Patent No. CN1335439 (2002).
  3. K. Tomoyasu, Prestressed Steel Framed Beam, Patent No. JP7145655 (1995).
  4. Y. Özçatalbaş and A. Özer, Materials and Design, No. 28, Iss. 6: 1988 (2007). Crossref
  5. W. Chapeau, Manufacture of Prestressed Steel Beam, Patent No. GB2190611 (1987).
  6. S.-H. Kim, J.-H. Ahn, C.-Y. Jung, and J.-H. Kim, J. Constructional Steel Research, 65, No. 7: 1464 (2009). Crossref
  7. A. Björklund and J. Höglind, Strengthening of Steel Structures with Bonded Prestressed Laminantes (Thesis of Disser. for MSc) (Göteborg: Chalmers University of Technology: 2007).
  8. K. Narmashiri and M. Z. Jumaat, Simulation Modelling Practice and Theory, 19, Iss. 1: 564 (2011). Crossref
  9. Y. Özçatalbaş and A. Özer, Manufactured Internal Prestressed Steel I-Beam, Patent No. TR200400366 (2004).
  10. Vishay Micro-Measurement Tech-Note, Document No: 11304 (2011).
  11. A. Özer and Y. Özçatalbaş, J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ, No. 26: 3 (2011).
  12. N. Özden, Heat Treatment of Welding (Istanbul: Nurettin Uycan Inc.: 1985) (in Turkish).
  13. Handbook of Aluminum. Residual Stress and Distortion (Eds. E. G. Totten and D. S. S. Mackenzie) (New York: Marcel Dekker, Inc.: 2003), vol. 1, p. 305.
  14. R. W. Messler, Principles of Welding (New York: John Wiley and Sons Inc.: 1999), p. 206. Crossref
  15. Handbook of Residual Stress and Deformation of Steel, Material Factors (Eds. G. Totten, M. Howes, and T. Inoue) (Materials Park, Ohio: ASM International: 2002).
  16. T. L. Teng, C. P. Fung, P. H. Chang, and W. C. Yang, Int. J. Pressure Vessels and Piping, 78, Iss. 8: 523 (2001). Crossref
  17. H.-Y. Lee, F. R. Biglari, R. Wimpory, and K. M. Nikbin, Engineering Fracture Mechanics, 73, Iss. 13: 1755 (2006). Crossref
  18. Z. Barsoum and A. Lundback, Engineering Failure Analysis, 16, Iss. 7: 2281 (2009). Crossref
  19. A. Çalık, Elektron Işın Kaynağı İle Birleştirilmiş İki Farklı Çelik Malzemenin Kaynak Bölgesinin İncelenmesi [Investigation of Welding Zone of Dissimilar Steel Materials Joined Electron Beam Welding] (Thesis of Disser. for Dr. Materials Sci.) (Isparta: Süleyman Demirel Universty: 2004) (in Turkish).
  20. Metals Handbook. Welding, Brazing and Soldering (Eds. D. V. Olson, T. A. Siewert, S. Liu, and G. R. Edwards) (Ohio: American Society of Metals: 1983), vol. 6.