search query: @keyword topography / total: 6
results-list
reference: 1 / 6
« previous | next »
Author:Liinalampi, Sami
Title:Influence of geometrical variation on the fatigue strength of laser-hybrid welded joints
Geometriavaihtelun vaikutus laser-hybridihitsatun liitoksen väsymislujuuteen
Publication type:Master's thesis
Publication year:2014
Pages:47 s. + liitt. 21      Language:   eng
Department/School:Sovelletun mekaniikan laitos
Main subject:Teknillinen mekaniikka   (K3006)
Supervisor:Tuhkuri, Jukka
Instructor:Remes, Heikki ; Lehto, Pauli
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201408152397
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  4344   | Archive
Keywords:fatigue strength
weld
butt joint
laser-hybrid
geometry
topography
notch stress
väsymislujuus
hitsi
päittäisliitos
laser-hybridi
geometria
topografia
lovijännitys
Abstract (eng):The industry is seeking for weight reductions of large steel structures by utilizing high-strength steels and thin-plated structures together with laser-based welding processes.
However, the fatigue strength of welds in thin-plated structures with plate thickness below 5 mm is observed to have large variation, which brings challenges to fatigue strength assessment.
One challenge is related to the increased influence of actual weld geometry that is neglected in common fatigue strength assessment approaches utilizing geometry idealization.

This thesis studied the influence of actual weld geometry and its variation on the fatigue strength of laser-hybrid welded butt-joints with plate thickness of 3 mm and 6 mm.
By employing detailed laser microscope weld geometry measurements, the specimens were analyzed using the notch stress approach.
Fatigue-effective notch stresses were determined for a large amount of two-dimensional geometries utilizing FEA and stress averaging concept according to Neuber.
Statistical approaches were applied to examine the fatigue characteristics of the weld samples.

This thesis brought information about the significance of geometrical variation to the fatigue strength assessment of laser-hybrid welded joints.
The geometry measurements revealed significant weld geometry variation, which was reflected to the variation of weld notch stresses.
Observations made in this study imply that the measurement of weld notch geometry is crucial for accurate fatigue strength assessment of thin-plated laser-hybrid welded butt-joints.
In the welded joints with 3 mm plate thickness, narrow weld geometry and varying axial misalignment causes sharp, fatigue critical geometrical discontinuities on the root side.
For assessing the influence of these discontinuities on fatigue strength, the determination of correct stress averaging length is important.

Results show that this length is considerably smaller than the commonly used value in fatigue strength assessment of welded joints with plate thickness above 5 mm.
By analyzing the actual weld geometry with the proper stress averaging length, the fatigue strength scatter band of thin-plated 3 mm thick welded joints becomes very similar to that of joints with plate thickness of 6 mm.
In the present study, the best results were derived using stress averaging lengths close to the material-strength-dependent values defined earlier by Neuber for non-welded structural steel.

The present study considered butt-joints with plate thicknesses of 3 mm and 6 mm.
To define the exact stress averaging lengths for laser-hybrid welded materials, more fatigue tests and notch stress analyses should be carried out for different joint types and steel grades.
Abstract (fin):Teollisuudessa pyritään vähentämään suurien teräsrakenteiden painoa hyödyntämällä korkealujuusteräksiä ja laser-hitsattuja ohutlevyrakenteita.
Näissä ohutlevyrakenteissa, joissa levynpaksuus on alle 5 mm, on kuitenkin havaittu suurta hajontaa hitsausliitosten väsymislujuudessa tehden väsymislujuuden arvioimisesta haastavaa.
Eräs haaste liittyy hitsin todellisen geometrian vaikutuksen huomioon ottamiseen.
Tätä todellista geometriaa ei huomioida tavallisissa väsymislujuuden arviointimenetelmissä, jotka perustuvat idealisoituun hitsigeometriaan.

Tässä diplomityössä tutkittiin hitsin todellisen geometrian ja geometriavaihtelun vaikutusta laser-hybridihitsattujen päittäisliitosten väsymislujuuteen 3 mm ja 6 mm paksuissa levyissä.
Tarkkojen lasermikroskoopilla suoritettujen geometriamittausten avulla tulokset analysoitiin lovijännitysmenetelmällä.
Teholliset lovijännitykset määritettiin suurelle määrälle kaksiulotteisia geometrioita käyttämällä elementtimenetelmää ja Neuberin jännityksen keskiarvostusperiaatetta.
Hitsinäytteiden väsymisominaisuuksia tutkittiin tilastollisten menetelmien avulla.

Tämä diplomityö toi tietoa geometrisen vaihtelun merkityksestä laser-hybridihitsausliitosten väsymislujuuden arvioimiseen.
Hitsien geometriamittaukset paljastivat merkittävää geometriavaihtelua, joka näkyi määritetyissä lovijännityksissä.
Tutkimuksen perusteella hitsin lovigeometrian mittaus on erittäin tärkeää ohuiden laser-hybridihitsattujen päittäisliitosten väsymislujuuden arvioimisessa.
Hitsatuissa liitoksissa, joissa levynpaksuus on 3 mm, kapea hitsisauma yhdessä vaihtelevan aksiaalivirheen kanssa aiheuttaa teräviä, väsymiskriittisiä geometrian epäjatkuvuuskohtia juuren puolelle.
Näiden epäjatkuvuuksien vaikutuksen arvioimiseksi on tärkeää määrittää oikea jännityksen keskiarvostuspituus väsymisanalyysiin.

Tuloksien perusteella tämä pituus on huomattavasti pienempi kuin mitä hitsien väsymisluujuden arvioimisessa yleisesti käytetään yli 5 mm paksuissa levyissä.
Analysoimalla hitsin todellista geometriaa oikeaa jännityksen keskiarvostuspituutta käyttäen, ohuiden 3 mm paksujen liitosten väsymislujuushajonta on hyvin lähellä 6 mm paksujen liitosten tuloksia.
Tässä tutkimuksessa parhaat tulokset saavutettiin keskiarvostuspituuksilla, jotka olivat lähellä Neuberin hitsaamattomille rakenneteräksille määrittämiä, lujuudesta riippuvia arvoja.

Tässä tutkimuksessa käsiteltiin päittäisliitoksia levyissä, joiden paksuus oli 3 mm ja 6 mm.
Laser-hybridihitsattujen materiaalien tarkempien jännityksen keskiarvostuspituuksien määrittämiseksi tarvitaan lisää väsytyskokeita ja lovijännitysanalyysejä eri liitostyypeille ja teräslaaduille.
ED:2014-08-03
INSSI record number: 49492
+ add basket
« previous | next »
INSSI