Abstract

Celem pracy było wykonanie numerycznych modeli spawanych węzłów konstrukcji stalowych poddanych krótkotrwałym sinusoidalnym wzbudzeniom o wysokich częstotliwościach rzędu 100-200 kHz, symulujących propagację fal sprężystych w ciałach stałych oraz opracowanie wskaźnika pozwalającego na ocenę ewentualnych uszkodzeń występujących w węźle konstrukcji. Model numeryczny opracowano przy użyciu metody elementów skończonych. Jako przykład testowy wykorzystano uproszczony schemat węzła konstrukcyjnego w formie płaskownika o przekroju poprzecznym 6 mm x 60 mm połączonego z blachą węzłową o grubości 6 mm za pomocą różnych układów spoin pachwinowych (rys. 1). Wzbudzenia dokonywano w kierunku poprzecznym i podłużnym. Podstawowa ocena stanu połączenia została wykonana na podstawie pomierzonych odpowiedzi układu w punkcie wzbudzenia (pkt. A - na płaskowniku) i punkcie znajdującym się po drugiej stronie połączenia (pkt. B - na blasze węzłowej, rys. 2). W analizie zjawiska uwzględniono tłumienie występujące w konstrukcji bazując na modelu Rayleigh'a, kontakt pomiędzy powierzchniami styku elementów oraz możliwość różnic właściwości mechanicznych materiału spoin w stosunku do pozostałych części połączenia. Dla różnych układów i długości spoin dokonano jakościowej i ilościowej oceny zjawiska, badając zmiany amplitudy prędkości drgań oraz formy rozchodzenia się zaburzenia po przejściu przez połączenie (rys. 3). Na podstawie wyników obliczeń numerycznych dokonano analizy odpowiedzi konstrukcji w dziedzinie czasu i częstotliwości. Rozważono wpływ sposobu ukształtowania połączenia blach na amplitudy prędkości drgań, energie i moc sygnału. Wykonane analizy numeryczne stanowią wstęp do doświadczalnej analizy zjawiska.

Author (1)