haku: @keyword korkealujuusteräs / yhteensä: 5
viite: 4 / 5
| Tekijä: | Kadak, Jaak |
| Työn nimi: | Effect of steel strength on the welded joint between a plate and two tubular cross-sections |
| Teräslujuuden merkitys levyn ja kahden putken hitsatulle liitokselle | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2014 |
| Sivut: | 88 + 12 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Oppiaine: | Rakennetekniikka (R3001) |
| Valvoja: | Puttonen, Jari |
| Ohjaaja: | Lu, Wei ; Sivill, Arto |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201406252221 |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto | Arkisto |
| Avainsanat: | FE analysis high strength steel rectangular hollow section k-type truss joint elementtimenetelmä korkealujuusteräs putkiprofiili K-liitos |
| Tiivistelmä (fin): | Diplomityössä tutkitaan WQ-ristikossa usein käytettävän reunimmaisen K-liitoksen käyttäytymistä. Liitokseen vaikuttaa ristikolta tuleva staattinen kuormitus. Tarkastelussa käytetään elementtimenetelmää (FEM). Liitos koostuu poikkileikkaukseltaan suorakulmion muotoisista rakenneputkista, jakolevystä sekä alapaarteen muodostavasta teräslevystä. Liitoksen toimintaa selvitetään teräslaaduilla S460 ja S550. Kirjallisuuskatsauksessa tutkitaan korkealujuuksisen teräksen ominaisuuksia ja numeerisessa analyysissä käytettäviä materiaalimalleja. Numeerinen analyysi suoritettiin elementtimenetelmään perustuvalla ABAQUS/Standard -laskentaohjelmalla. Ristikon globaalien vaikutuksien huomioon ottamiseksi sekä ristikko että liitos mallinnettiin. Laskenta-ajan vähentämiseksi vain liitosalue mallinnettiin solidielementeillä, muu osa ristikkoa mallinnettiin palkkielementeillä. Sekä geometrinen että materiaalinen epälineaarisuus otettiin laskennassa huomioon. Mahdollisten murtumistapojen määrittämisen jälkeen mallia validoitiin vertailulla aiempiin tutkimuksiin. Tämän jälkeen selvitettiin parametrisella analyysilla, miten teräksen lujuusluokka, alapaarteen ja jakolevyn paksuudet, uumasauvojen kaltevuuskulma sekä uumasauvojen leveys vaikuttavat liitoksen venymiin ja rajakuormaan. Rajakuorman katsottiin olevan saavutettu, kun plastiset venymät ylittivät 5 % jossakin liitoksen osaa kuvaavan elementin keskipisteessä. Kaikkien tutkittujen mallien tapauksessa murtotavaksi osoittautui uumasauvan paikallinen myötääminen, joka tapahtui lähellä uumasauvan uuman ja hitsin yhtymäkohtaa. Geometristen epäjatkuvuuskohtien pyöristäminen vähentäisi jännityskeskittymiä näillä alueilla ja johtaisi mahdollisesti suurempiin laskennallisiin rajakuormiin. Suurempaa teräslujuutta käytettäessä huomattiin taipumus pienempiin suhteellisiin siirtymiin murtokuormalla. Murtokokeiden suorittaminen oikealla rakenteella on suotavaa numeerisen mallin tulosten oikeelliseksi varmentamiseksi. Jatkotutkimuksessa on kiinnitettävä erityisesti huomiota alilujien hitsausaineiden ja muutosvyöhykkeen (HAZ) vaikutukseen liitoksen kestävyyteen. |
| Tiivistelmä (eng): | The aim of this thesis is to study the behaviour of a K-type bottom edge joint that is used in a WQ truss. The behaviour of the joint is studied under static loads using Finite Element (FE) analysis. The joint consists of Rectangular Hollow Sections (RHS) as bracing members, a division plate and a steel plate as a lower chord. The current thesis studies the behaviour of the joints with steel grades S460 and S550. In the literature review, the properties of high strength steel and material models used in FE analysis are discussed. Numerical analyses for joints with steel grades S460 and S550 were conducted with an FE package ABAQUS/Standard. Both the joint and the truss are modelled to account for global effects of the truss on the behaviour of the joint. For the sake of computational efficiency, only the joint of the truss is modelled with solid elements, and the surrounding truss members are modelled with beam elements. Both geometrical and material non-linearity are taken into account in the analyses. Possible criteria for the limit load were defined and the model was validated against the results from the previous research. Parametric studies were then conducted on the joint to investigate the effects of such parameters as the steel grade, the thickness of both division plate and lower chord, inclination angle of bracing members, and the width of bracing members on the deformation and limiting load of the joints. The criterion for the limiting load was considered to be met when the equivalent plastic strains exceeded 5 % at any element centroid in the joint model. The criterion observed for all studied models was the local yielding of the tension bracing member. According to the numerical analysis, the criterion was met in the interface between the weld and the vertical flange of the bracing member. Smoothing the geometrical discontinuity regions would reduce the stress concentrations, possibly leading to higher limit loads. A tendency for smaller relative displacements at the limit load was seen with higher steel grade. A full scale loading tests need to be performed to validate the results from numerical analysis against the true behaviour of the joint. For future research the effect of using undermatched filler materials in welds and the effect of heat affected zones (HAZ) on the joint capacity need to be considered. |
| ED: | 2014-08-03 |
INSSI tietueen numero: 49454
+ lisää koriin
INSSI