Mogan Gh.L., Buzdugan D.I. Proiectarea dispozitivelor de remorcare. Universitatea Transilvania din Brașov

 

Anexa.MD.2 Descrierea modulului MDESIGN pentru verificarea sudurilor

 

Lansarea modulului de verificare a sudurilor

Fereastra principală a pachetului MDESIGN (Calculation Libraries)

  

Feresatra principală a grupului MDESIGN mechanical

 

Feresatra principală a grupului Welded Conections

 

Feresatra principală a modulului Weld, Standard

 

Pagina pentru date de intrare (Input)

Aspecte generale

Selectarea paginii Input

 

 

Opțiuni

Procedura de calcul

 

Semnificații

-        static strength proof (verificarea rezistenței la solicitări statice), dynamic and static strength proof (verificarea rezistenței la solicitări dinamice și statice),

-        Calculation procedure

Prin folosirea acestui program pot fi calculate suduri încărcate static sau dinamic. Pentru verificarea sudurilor încărcate static calculele se vor realiza numai pentru sarcini extreme care consideră numai forțele de vârf care apar rareori sau numai odată pe în viața produsului (de ex. vârfuri de impact). Vârfurile de încărcare (suprasarcinile) conduc la deformații plastice sau la ruperi forțate. Este necesar o evaluarea a forței/momentului și un factor de încărcare maxim (factor de încărcare maximă) în program. Sarcinile extreme sunt determinate prin calcul prin multiplicarea celor două valori.

Pentru verificarea sudurilor încărcate dinamic încărcarea este divizată într-o parte statică și una dinamică. Partea dinamică poate opera ca o deviație ideală sinusoidală care induce oscilații în jurul valorii medii – încărcarea statică.

De fapt, aceste oscilații sunt în principal stocastice. Amplitudinea încărcării sau tensiunii poate crește datorită proceseleor dinamice ca cele de accelerare și frânare a maselor, datorită  diverelor diverselor șocuri ușoare și puternice din timpul lucrului, de ex. din motorul cu ardere internă care funcționează cu sarcini cu amplitudini variabile. Acestea cresc amplitudinea tensiunii și se consideră în practică, conform evidențelor experimentale, un fcator de operare (cB) sau factor de lucru kA. Vârfurile de încărcare extreme nu sunt luate în considerare de factorul operare, deoarece acestea nu conduc la ruperi forțate. Pentru aceasta este necesară verificarea la încărcări statice descrisă anterior (încărcările extreme pot fi, în principal, mai mari decît încărcările dinamice).

Verificarea de rezistență presupune determinarea tensiunilor normale și de forfecare efective precum și a celor admisibile, folosind relații de calcul teoretice.

 

Cazul de suptaîncărcare

Semnificații

Overload case (cazul de supraîncărcare): constant mean stress (tensiunea medie constantă), Kappa = constant

 

 

 

Semnificații

Calculation method (metoda de calcul)

Cu acest program, poate fi calculată rezistența sudurii la încărcări statice și dinamice. Se poate alege diferite metode de calcul. În general, pentru calculul static prin compararea tensiunilor admisible cu cele efective și astfel se determină un coeficient de siguranță de cedare. Acest procedeu este modificat pentru diferite metode de calcul.

Instructions DVS 705 (instructiuni conform standardului DVS 705):

Pentru încărcări statice, există grupuri de evaluare, care sunt determinate în funcție de iregularitățile sudurii. În funcție de acestea sunt ajustate tensiunile admisibile.

Pentru încărcări dinamice, există clase FAT pentru fiecare sudură. Este nevoie să se aleagă asamblarea prin sudură a componentului din catalog. Fiecare clasă FAT are o tensiune admisibilă proprie.

Ghidul DVS 1612 (ghidul standardului DVS 1612):

Acest ghid se referă la construcția vehiculelor pe șine.

Pentru calculul static tensiunile admisibile sunt comparate cu tensiunile efective. Deci este necesar să se aleagă coeficientul de siguranță.

Pentru calculul dinamic, este necesar să se aleagă tipul concentratorului (crestăturii) de tensiune.  Acesta se găsește în catalogul cu concentratori de tensiune.

 

 

Geometria sudurii

Formele asamblărilor sudate

 

Semnificații

Connection form of the weld (formele asamamblărilor sudate)

Acest program permite să se calculeze următoarele asamblări sudate:

Connection of grider (conectare grindă); fillet weld (sudură de colț); butt weld (sudură de cap)

Selecatarea acestei variante permite calculul unei conexiuni dreptunghiulare a unor profile standard (de ex. grinzi tubulare, profile L) sudate de un perete rigid după un contur circumferențial. Sudura de colț se poate face pe o singură zonă. În plus, pot fi formate combinații de secțiuni transversale considerând dimensiuni definite de utilizator.

Connection of bar (conectare bară)

Folosind procedura de calcul se pot calcula sudurile laterale ale barelor și profilelor de pereți sau profile suficient de rigide.

Longitudinal welds (suduri longitudinale)

Cu acest modul, se pot calcula suduri de cap sau de racordare încărcate cu forțe transversale.

Components of shafts (componente de roți)

Această secțiune permite calculul componentele sudate ale roților ca pârghii și roți dințate care trebuie să transmită moment de torsiune

Weld-influenced components (suduri longitudinale)

Sudurile pot conduce la slăbirea componentelor prin tensiunile interne și defectele din suduri. Dacă se sudează o întăritură pe un tub aceasta reduce rezistența tubului. Cu acest modul, profilele slăbite de suduri pot fi calculate.

Geometria barei

         

Semnificații

Rectangular profile (profil dreptunghiular); Round profile (profil rotund); Combination (combinat); Standard profile  (profil dreptunghiular);

Tipul sudurii

 

Semnificații

Fillet weld (sudură de colț); Butt weld (sudură de cap);

Tipul cordonului de sudură

 

Semnificații

Circumferential weld (contur circumferential)

 

Grosimea minimă a peretelui elementului sudat

Semnificații

Maximum component thickness al the weld (grosimea maximă a elementului sudat) 

Dimensiunile elementelor care sunt asamblate prin sudare influențează valoarea rezistenței sudurii. Pentru elementele groase  cu valori t > 10 mm, tensiunile admisibile pot fi reduse și pentru oțeluri ca pentru aliajele de aluminiu printr-un coeficient de grosime. Pentru calculul acestui coeficient este necesar să introducă grosimea sau diametrul elementului sudat.

Dacă influența dimensiunii nu se ia în considerare, se introduce valoarea 0 < t ≤ 10 mm.

Secțiunile grinzilor și grosimile sudurilor

 

 

Semnificații

Entering the grider cross sections  (introducerea secțiunilor transversale ale barelor) 

Introducerea secțiunilor transversale ale barelor este necesară pentru dimensiunile și pozițiile sudurilor (și verificarea zonelor de trecere de la sudură la secțiunea transversală).

Prin specificarea intervalelor coordonatelor y și z precum și dimensiunile apropiate ca grosimea, înălțimea și grosimea elementului sudat în raport cu originea sistemului de coordonate sunt determinate clar pentru fiecare secțiune transversală de bară. În particular, pentru alegerea unei grinzi, se poate selecta profile direct din standard din baza de date. Toate dimensiunile necesare precum poziția secțiunii transversale sunt determinate automat. Numai sudura trebuie determinată.

 

Girder profile (profilul grinzii): Rectangular, cold hollow sections DIN EN 10219-2 (dreptunghiular, cu secțiune tubulară tras la rece); Rectangular, hot hollow sections DIN EN 10210-2 (dreptunghiular, cu secțiune tubulară tras la cald);  Square profile, hot DIN EN 10059 (profil pătrat, tras la cald); Square profile,  cold hollow sections DIN EN 10219-2 (profil pătrat, cu secțiune tubulară, tras la rece); Square profile,  hot hollow sections DIN EN 10210-2 (profil pătrat, cu secțiune tubulară, tras la cald);  Strep steel, hot  DIN EN 10058 (platbandă de oțel, trasă la cald)

 

Date despre încărcări

Specificarea încărcărilor

 

Semnificații

Load data (date despre încărcări) 

Pentru a realiza verificarea rezistenței se vor introduce valori ale presiunilor distribuite în planul secțiunii transversale ale sudurii. Valorile acestor presiuni sunt determinate de forțele și momentele după direcții apropiate de acele x, y, z. Vezi, de asemenea, schița suport “încărcări”

Cu precădere, sunt luate în considerare tensiunile de tracțiune/compresiune, încovoiere sau de forfecare determinate de valorile presiunilor de încărcare. Astfel se asigură posibilitatea de introducere a încărcărilor transversale, momentelor de încovoiere etc. care apar simultan, în funcție de forma asamblării sudate.

Loads (încărcări): Forțele introduse trebuie reduse în centrul de greutate al grinzii sau momentele fie raportate la acesta. Dacă centrul de greutate al zonei sudurii nu se suprapune peste centrul de greutate al grinzii , programul va determina momentele rezultante. Acesta este valabil și când centru de forfecare nu este in centrul grinzii.

Astfel, valorile forțelor și momentelor de intrare au valori nominale și reprezintă parametri ai încărcărilor maxime. Pentru verificarea dinamică (solicitări variabile) încărcarea maximă este divizată într-o valoare medie și o component alternativă dinamică. Programul realizează partiționarea automat dacă factorul de tensiune a fost specificat.

Axial force Fx (forța axială); Shear load Fy (forța tăietoare după axa y); Shear load Fz (forța tăietoare după axa z); Bending moment My (momentul de încovoiere după axa y); Bending moment Mz (momentul de încovoiere după axa z); Torsional moment Tx (momentul de torsiune după axa x).

 

Factorii încărcării maxime

 

Semnificații

Factors for maxim load (factorii încărcării maxime) 

Verificarea statică, calculul de excepție ia în considerare încărcările maxime, care rareori sau cel puțin odată consideră vârfurile de încărcare care apar în perioada de exploatare întreagă (de ex. vârfurile impulsurilor, țocurilor). Aceste vârfuri de încărcare conduc la deformații plastice sau la ruperi forțate. În program se introduce forța/momentul nominal și este necesar un factor de încărcare maximă (factor de încărcare extremă). Încărcările maxime sunt determinate prin calcul de multiplicare al celor două valori.

Utilizatorii să nu confunde factorul încărcării maxime sau încărcarea nominală, determinată de acesta, cu factorul de operare (cB) factorul de exploatare KA, care iau în considerare numai procesele dinamice, deoarece încărcările extreme pot fi mai mari decât încărcarea dinamică maximă.

Dacă nici o data de intrare nu induce apariția de vârfuri de încărcare sistemul lucrează cu valoarea 1 pentru acest factor. Deci, încărcarea maximă corespunde cu încărcare echivalentă superioară crescută prin factorul de exploatare.

 

Date despre material

Opțiuni și tipul

 

Semnificații

Material according to (material conform): MDESIGN data base (baza de date MDESIGN); Own assignment (introducere manual).

Type of material (tipul materialului): steel (oțel), aluminium (aluminiu)

 

 

Selectarea materialului

Semnificații

Material designation (denumirea materialului): Ultimate strength Rm (rezistența la rupere); Yielding point Re (rezistența la rupere).

 

Alte date despre material

 

Semnificații

Material coeffcient (factorul de material) 

Pentru acoperirea riscurilor de material, coeficientul de material este 1,1. Pentru materialele nesigure valoarea se va adopta separat în funcție de circumstanțe.

Assesment group (grupul de evaluare) 

Abaterile sudurilor sunt luate în considerare cu diferite grupuri de evalure. Grupurile de evaluare sunt cuprinse în standardele DIN EN ISO 5817:2016 or DIN EN 25817:1992 (ISO 5817:1992 și indică diferite cerințe ale sudurilor.

-       grupul de evaluare B (cerințe înale),

-       grupul de evaluare C (cerințe medii),

-       grupul de evaluare D (cerințe joase),

Alegerea nivelului de calitate poate fi determinat de modulul de calcul sau prin introducerea ca dată posibilă