Razumevanje obnašanja defekta v varjeni strukturi, ki je podvržena obtežbam, je pomemben aspekt za oceno celovitosti konstrukcije. Variacije lokalne trdnosti in žilavosti (heterogenost) v regiji zvara dodatno otežujejo ocenitev celovitosti. Testiranje posamičnih nateznih epruvet z bočno zarezo (SE(T)) je postala splošno sprejeta metoda za karakterizacijo odpornosti kovin proti duktilnemu lomu v primeru nizkih omejitev deformacij na konici razpoke. Post-procesiranje rezultatov testiranja posamične SE(T) epruvete zahteva preračun gonilne sile za razvoj razpoke in prirastek razpoke med samim preizkusom. Preučene so bile različne metode, za katere se je izkazalo, da so primerne za testiranje homogenih materialov. Vendar podatki objavljenih raziskav nakazujejo, da se lahko natančnost teh metod zmanjša v primeru testiranja zvarnih spojev. Ta članek poroča o programu testiranja SE(T) epruvet, v sklopu katerega je bilo preizkušenih več konfiguracij zvarov (vključno z izrazito trdnostno neenakostjo tkz. zelo heterogenimi zvari). Metoda padca potenciala enosmernega toka (DCPD), ki je bila privzeta za oceno prirastka razpoke, je primerjana z metodo normalizacije (NDR) in metodo devetih točk. Na podlagi rezultatov je bilo mogoče opaziti, da je DCPD robustna tehnika za interpretacijo obnašanja razpoke v heterogeni regiji, kar nakazujejo variacije odpornostnih krivulj, in zanesljiva metoda za oceno končnega prirastka razpoke. Čeprav je NDR metoda preprostejša za uporabo, ne pokaže nepravilnosti v odpornostnih krivuljah heterogenih zvarov. V primeru odklona smeri napredovanja razpoke, DCPD analiza podaja projekcijo prirastka razpoke v smeri širine epruvete namesto v smeri odklona.
COBISS.SI-ID: 22171670
Potrebo po popravilu zvarov z napakami je pogosto potrebno presoditi po kritični inženirski oceni (ang. “Engineering Critical Assessment” – ECA). Kritična inženirska ocena je predvidevanje integritete strukturnih komponent z napakami, ki so izpostavljene obtežbam, na podlagi lomne mehanike. Pojav spreminjanja lokalnih konstitutivnih lastnosti zvarov (t.i. »heterogenost zvarov«) doprinese k kompleksnosti kritične inženirske ocene. Njihovo vrednotenje omogoča bolj natančno oceno v primerjavi s splošnimi (standardnimi) postopki, ki predpostavljajo, da so zvari homogeni. Meritve trdote omogočajo kvantitativno določanje heterogenosti trdnosti zvarov, glede na njihovo teoretično razmerje z natezno trdnostjo. Vendar pa različni standardi in postopki poročajo o širokem naboru razmerij („prenosnih funkcij“) med trdoto in trdnostjo ter podajajo napoved trdosti na podlagi trdote v precejšnjem raztrosu. V tem kontekstu ta članek podaja raziskavo primernost mapiranja trdote po Vickersu za izvedbo natančne kritične inženirske ocene zvarnih spojev visoko trdnostnega nizko legiranega jekla. Z namenom obvladovati raztros, povezan s standardiziranimi prenosnimi funkcijami, ta članek predlaga eksperimentalni postopek umerjanja, ki temelji na nateznih preizkusih zvarov. Analize zvarov iz jekla po metodi končnih elementov (MKE) so bile izvedene za simulacijo odziva gonilne sile za razvoj razpoke v nateznih (SE (T)) vzorcih z bočno zarezo. Specifične konstitutivne lastnosti končnega elementa so bile določene iz kombinacije map trdote po Vickersu in prenosnih funkcij trdote. Prenosne funkcije, umerjene z nateznimi preizkusi zvarnega materiala, so bolj skladne z eksperimentalnimi krivuljami sila-CTOD kot prenosne funkcije, omenjene v standardih in procedurah. Na koncu je podana procedura po korakih, ki omogoča lažjo praktično uporabo predlagane metodologije.
COBISS.SI-ID: 21624854
Ocena integritete reparaturnih zvarov je pogojena z natančno karakterizacijo njihovega lomnega obnašanja in določanja mejne obtežbe. Zvar v končnem stanju sestoji iz številnih mikrostruktur zaradi različnih dodajnih materialov, ki jih uporabljamo pri popravljanju zvarov. Posledično se pričakuje visoka stopnja heterogenosti. Variiranje mehanskih in lomnih lastnosti v zvaru, vpliva na lomno obnašanje in mejno obtežbo samega zvara. To je motiviralo avtorje tega članka, da adaptirajo obstoječe metode preizkušanja za karakterizacijo lomnega obnašanja popravljenih zvarov ter za razvoj preračunov mejne obtežbe, ki vključujejo pojav heterogenosti zvara. Ta članek je osredotočen na idejo implementacije T-napetosti in karakterizacijo lomne žilavosti v momentu otopitve konice razpoke. Z normiranjem J-integrala s koeficientom dvo-osnosti ß, pridobljenim na podlagi rešitve T-napetosti, je bil izpeljan nov parameter lomne žilavosti, ki je načeloma odvisen samo od razdalje konice razpoke do meje med dvema dodajnima materialoma z različnimi mehanskimi lastnostmi.
COBISS.SI-ID: 22047254
Ocena celovitosti defektnih zvarov je odvisna od natančnih ocen njihove nosilnosti. Ker so zvari sestavljeni iz različnih mikrostruktur, je pričakovati veliko stopnjo heterogenosti. Spreminjanje mikrostruktur spremlja spreminjanje mehanskih lastnosti zvara, kar vpliva na deformacijske gradiente in zdrse okoli razpoke in posledično na nosilnost spoja. Sestavljena heterogenost je pogosto poenostavljena za standardizirano oceno nosilnosti. Poenostavitev se opravlja z namenom, da se zmanjša kompleksnost in omeji število vhodnih parametrov. Vendar lahko poenostavitev privede do netočne ocene nosilnosti zvara z razpoko. Analiza ocene dopustne stopnje poenostavitve je obravnavna v tem prispevku. Namen raziskave je določiti tudi katere heterogenosti zvara in na kateri način jih je potrebno vključiti v postopek ocenjevanja celovitosti. Prispevek se osredotoča na napovedovanje mejne obremenitve, ki omogoča izračun mejne obremenitve plastičnega kolapsa. Razviti so bili poenostavljeni izreki za indentifikacijo spodnjih in zgornjih mejnih vrednosti mejne obremenitve. To delo raziskuje natančnost različnih metod za oceno mejne obremenitve heterogenih zvarov, vključno z izrekom spodnje in zgornje meje. Parametrična študija vključuje analizo 2D ravninskih deformacij pri simulacijah napetosti z enim robom (SE (T)). Ugotovljeno je da je potrebno pri zvarih obravnavati vsaj dva območja z različnimi lastnostmi materiala (pri korenu in pri temenu). Dobljene ocene mejne obremenitve so bile nato primerjane z v literaturi danimi mejnimi obremenitvami za trdnostno neenake zvarne spoje.
COBISS.SI-ID: 21537046
Heterogenost obločno zavarjenega zvara pogosto ni upoštevana pri ocenjevanju celovitosti konstrukcij, kar je lahko razlog za nepravilno oceno. Za boljšo oceno, ki upošteva heterogenost, je potrebno določiti lokalne mehanske lastnosti. Avtorji članka so opravili primerjavo dveh metod za določanje lokalnih mehanskih lastnosti: matrično meritev mikrotrdote po Vickersu in miniaturni natezni preizkus. Za razliko od dosedanje prakse neposredne uporabe mejnih vrednosti, se danes uporablja celotna natezna krivulja napetost-deformacija. V članku je opravljena primerjava med obema eksperimentalno dobljenima skupinama podatkov za heterogeni zvarni spoj. Meritve deformacij na miniaturnih nateznih preizkušancih so bile opravljene s stereo optično digitalno merilno metodo. Na vsakemu od miniaturnih nateznih preizkušancev je bila opravljena meritev mikrotrdote po Vickersu, pri čemer so bile izmerjene vrednost mikrotrdote primerjane z natezno krivuljo napetost-deformacija. Kljub dejstvu,da so bili preizkušanci z majhnimi napakami v zvarih izključeni iz analize, so bile dobljene verodostojne vrednosti meje tečenja in natezne trdnosti iz krivulje napetost-deformacija. Pokazalo se je, da je za hitro oceno natezne trdnosti in meje tečenja materiala zvara, matrična meritev mikrotrdote po Vickersu alternativna metoda nateznemu preizkušanju.
COBISS.SI-ID: 19697686