Đánh giá sự phá hoại mỏi của liên kết hàn trong kết cấu thép bằng phương pháp ứng suất nhiệt

Phá hoại mỏi là một trong những nguyên nhân phá hoại phổ biến đối với kết cấu thép sử dụng liên kết hàn. Nó thường xảy ra đột ngột nên khó dự báo. Mặt khác, các quy định về thiết kế mới trong các tài liệu và tiêu chuẩn Việt Nam đưa ra còn khá ngắn gọn, sơ lược và chưa giải thích cơ sở lý thuyết áp dụng. Bài viết đề cập đến phương pháp đánh giá phá hoại mỏi của liên kết hàn bằng phương pháp ứng suất nhiệt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá sự phá hoại mỏi của liên kết hàn trong kết cấu thép bằng phương pháp ứng suất nhiệt Đánh giá sự phá hoại mỏi của liên kết hàn trong kết cấu thép bằng phương pháp ứng suất nhiệt Fatigue assessment of welded steel structures by hot spot stress method Dân Quốc Cương Tóm tắt 1. Đặt vấn đề Phá hoại mỏi là một trong những nguyên Theo ASTM (American Society for Testing and Materials): “Hiện tượng mỏi là quá trình thay đổi kết cấu lâu dài ở vị trí cục bộ diễn ra liên tục xảy ra trong một nhân phá hoại phổ biến đối với kết cấu thép vật liệu chịu các điều kiện tác động gây ra sự thay đổi lặp của ứng suất và biến sử dụng liên kết hàn. Nó thường xảy ra đột dạng ở tại một số điểm và nó có thể gây ra các vết nứt lớn hoặc phá hoại hoàn ngột nên khó dự báo. Mặt khác, các quy định toàn sau một số vòng lặp nhất định”. Phá hoại mỏi là dạng phá hoại đột ngột, về thiết kế mỏi trong các tài liệu và tiêu chuẩn kèm theo các vết nứt đặc trưng, xảy ra khi vật liệu thép đang làm việc trong giới Việt Nam đưa ra còn khá ngắn gọn, sơ lược và hạn đàn hồi. Hiện tượng mỏi là một trong những nguyên nhân chính gây ra phá chưa giải thích cơ sở lý thuyết áp dụng. Bài hoại kết cấu thép sử dụng liên kết hàn. Tuy nhiên, các quy định về thiết kế mỏi viết đề cập đến phương pháp đánh giá phá trong các tài liệu và tiêu chuẩn Việt Nam đưa ra còn khá ngắn gọn, sơ lược và hoại mỏi của liên kết hàn bằng phương pháp chưa giải thích cơ sở lý thuyết áp dụng. Hiện nay, có nhiều phương pháp được ứng suất nhiệt. đề cập để đánh giá mỏi như phương pháp ứng suất danh nghĩa, phương pháp Từ khóa: Phá hoại mỏi, liên kết hàn, phương pháp ứng suất nhiệt, phương pháp ứng suất ở mép đường hàn, tuy nhiên hiệu quả phần tử hữu hạn đánh giá mỏi của các phương pháp là khác nhau. 2. Đánh giá mỏi bằng phương pháp ứng suất nhiệt Abstract 2.1. Tải trọng tác động Fatigue failure is one of the primary reasons Các tải trọng gây ra hiện tượng mỏi là các tải trọng có giá trị thay đổi theo for the failure of welded steel structures. These thời gian dẫn đến các ứng suất trong cấu kiện kết cấu cũng thay đổi theo. Các failures often occur quite suddenly so it is difficult tải trọng gây mỏi như tải trọng do phương tiện giao thông gây ra, tải trọng do sự to predict. On the other hand, the current fatigue thay đổi áp lực, tải trọng rung động, tải trọng do sự thay đổi nhiệt độ, tải trọng cầu design theory and codes in the Vietnamese trục, tải trọng do sóng nước…. Trong suốt quá trình sử dụng, các liên kết hàn standards simplify this phenomenon and have not thường phải chịu các tải trọng có biên độ không đổi hoặc thay đổi theo thời gian given the theoretical explanation. The article refers (Hình 1). Tuy nhiên, biên độ ứng suất (Δσ) thay đổi do các tải trọng trên gây ra có to fatigue assessment of welded steel structures by thể được biểu diễn như là một hay nhiều biên độ ứng suất khác nhau. hot spot stress method. Thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến khả năng chịu mỏi của liên kết hàn Key words: Fatigue failure, welded joint, finite là giá trị biên độ ứng suất Δσ, sau mỗi vòng lặp mỏi vết nứt sẽ phát triển lớn hơn. element method Hệ số phản xứng của ứng suất R là tỉ số của ứng suất lớn nhất đối với ứng suất nhỏ nhất biểu thị giá trị ứng suất trung bình σm và là thông số thứ hai ảnh hưởng đến khả năng chịu mỏi của liên kết hàn. Ảnh hưởng của ứng suất trung bình σm được bỏ qua trong trong thiết kế chịu mỏi của liên kết hàn do sự tồn tại của ứng suất dư cao. Hiện tượng mỏi xảy ra đối với liên kết hàn ở giá trị ứng suất nhỏ hơn giới hạn chảy của vật liệu. 2.2. Các yếu tố ảnh hưởng Số vòng lặp mỏi của một chi tiết (N) là tổng số vòng lặp mỏi trong giai đoạn hình thành vết nứt (Ni) và giai đoạn phát triển vết nứt (Np). Cường độ mỏi của liên kết hàn phụ thuộc trực tiếp vào giá trị ứng suất tập trung do ảnh hưởng của dạng hình học của liên kết hàn, vị trí xuất hiện vết nứt, khuyết tật hàn và ứng suất dư. Khi dạng hình học của liên kết hàn thay đổi bởi các thành phần được ThS. Dân Quốc Cương lên kết bổ xung sẽ làm cho độ cứng tại một số vị trí cục bộ thay đổi, dẫn đến sự Khoa Công nghệ thông tin tập trung ứng suất và tại những điểm có giá trị ứng suất tập trung lớn sẽ là vị trí E-mail: danquoccuong@gmail.com xảy ra phá hoại mỏi. Những khuyết tật hàn đóng vai trò như những vết nứ ...