ISPITIVANJE PARAMETARA ZAMORA ZAVARENE

KONSTRUKCIJE MOSTA “GAZELA”

Dr Zijah Burzić, dipl. inž.

Na ispitivanje su dostavljena 4 (četiri) komada čeličnog lima, sl. 2.1, uzorkovana sa mosta GAZELA, u zoni gde su konastatovane greške tipa prsline, i to:•Uzorak N 136 dimenzija 180 x 1000 mm (Uzorak A)•Uzorak U 136 dimenzija 180 x 1000 mm (Uzorak B)•Uzorak N 102 dimenzija 180 x 640 mm (Uzorak C)•Uzorak U 102 dimenzija 180 x 660 mm (Uzorak D)

Na osnovu zahteva naručioca ispitivanja potrebno je na dostavljenim uzorcimačeličnog lima izvršiti sledeća ispitivanja:odrediti hemijski sastav, odrediti zatezne osobine, odrediti energiju udara, na sobnoj temperaturi i na -20°C, iizvršiti dinamička ispitivanja, u cilju određivanja trajne dinamičke čvrstoće, Sf, i konstruisanje Velerove krive.

Cilj ispitivanja je provera i identifikacija karakteristika osnovnog materijala, kao iocena da li je eksploatacioni period uticao na slabljenje mehaničkih i dinamičkihkarakteristika osnovnog materijala.

Određivanje zateznih osobina

Tabela 1. Rezultati određivanja zateznih osobina dostavljenih uzoraka čeličnog lima

31.7431322335Gazela - 3

33.2421317322Gazela - 2

34.6425319328Gazela - 1

IzduženjeA, %

Zatezna čvrstoćaRm, MPa

Donji napon tečenja, ReL, MPa

Gornji napon tečenja, ReH, MPa

Oznaka epruvete

Tabela 2. Rezultati zateznih ispitivanja dostavljenih uzoraka čeličnih ploča

28,4498356370B-3

28,2495354368B-2

27,9497357370B-1

25,1496366370A-3

23,7498357371A-2

24,9493345368A-1

IzduženjeA, %

Zatezna čvrstoćaRm, MPa

Donji napontečenja, Re, MPa

Gornji napontečenja, Rh, MPa

Oznakauzorka

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

100

200

300

400

500

600Gazela - 1

N a

p o

n,

R, M

Pa

Izduženje, A, %Dijagram napon - izduženje epruvete Gazela - 1

Udarna ispitivanja

82129Gazela-3C

71825-40Gazela-2C

122032Gazela-1C

334073Gazela-3B

303969-20Gazela-2B

364177Gazela-1B

98•50•148Gazela-3A

72•44•11620Gazela-2A

88•48•136Gazela-1A

Energija širenja prsline, AP, J

Energija stvaranja prsline, AI, J

Ukupna energija udara, Auk, J

Temperaturaispitivanja, °C

Oznakaepruvete

Tabela 3. Rezultati udarnih ispitivanja dostavljenog uzorka čeličnog lima

0 2 4 6 8 10

0

4

8

12

16

20Gazela - 1A

T = 20oC

S i l

a,

F, k

N

V r e m e, τ, ms

0 2 4 6 8 10

0

40

80

120

160

200Gazela - 1A

T = 20oC

Ener

gija

uda

ra,

A, J

V r e m e, τ, ms

0 1 2 3 4 5 6

0

4

8

12

16

20Gazela - 1B

T = -20oC

S i l

a,

F, k

N

V r e m e, τ, ms

0 1 2 3 4 5 6

0

20

40

60

80

100Gazela - 1B

T = -20oC

Ener

gija

uda

ra,

A, J

V r e m e, τ, ms

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

0

4

8

12

16

20Gazela - 1C

T = -40oC

S i l

a,

F, k

N

V r e m e, τ, ms

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

0

10

20

30

40

50

60Gazela - 1C

T = -40oC

Ener

gija

uda

ra,

A, J

V r e m e, τ, ms

Ispitivanja promenljivim opterećenjem

Sg

0Ssr = 0

Sd

N a

p o

n,

S, M

Pa

V r e m e, τ, s

104 105 106 107 108

0

100

200

300

400

500 Most Gazela

Sf = 217 MPaN

a p

o n

, S,

MPa

Broj ciklusa, N

S-N dijagram epruveta izvađenih iz dostavljenih uzoraka čeličnog lima sa mosta GAZELA pri R = -1

Određivanje parametara mehanike loma

2,3 W 2,3 W 0,8 mμ

AA

N

Detalj ” A ”

60° nom

B 5%_+

0,8 mμ

W

2,5

%_ +

A// 0,2%W

A2,5%W

a

a) Pravougli presjek

Epruveta SEB za ispitivanje mehanike loma

0 3 6 9 12 150

4

8

12

16

20A - 1

S i l

a,

F, k

N

Otvaranje vrha prsline, δ, mm

Dijagram F - δ epruvete A-1

0 2 4 6 8 10 120

5

10

15

20

25

30

B - 1S

i l a

, F,

kN

Otvaranje vrha prsline, δ, mm

Dijagram F - δ epruvete B-1

Tabela 2. Vrijednosti žilavosti loma za epruvete oznake A i B

33.90120.364,2B-2

30.89114.858,5B-2

35.59123.267,4B-1 (L-T)

15.6881.829,7A-2

19.2290.636,4A-2

23.3999.944,3A-1 (T-L)

Kritična dužina prsline, ac, mm

Kritični faktor intenziteta napona, KIc, MPa m1/2

Kritični J-integralJIc, kJ/m2

Oznakaepreuvete

Određivanje parametara rasta zamorne prsline

Savremeni sistem za dinamička ispitivanja

ΔV

+

+

I const

Šema merne folije i načina registrovanja rasta prsline

100 101 10210-3

10-2

10-1

100

101

102

103

104

Gazela - 1L-T

da/d

N, μ

m/c

iklu

s

ΔK, MPa m1/2

100 101 10210-3

10-2

10-1

100

101

102

103

104

Gazela - 2T-L

da/d

N, μ

m/c

iklu

s

ΔK, MPa m1/2

Dijagram zavisnosti da/dN - ΔK

1.40 ⋅ 10-072.99 ⋅ 10-082.13 ⋅ 10-093.813.30 ⋅ 10-135.8Gazela – 2 (T-L)

6.63 ⋅ 10-081.53 ⋅ 10-081.24 ⋅ 10-093.622.98 ⋅ 10-136.8Gazela – 1 (L-T)

ΔK=30 MPa m1/2

ΔK=20 MPa m1/2

ΔK=10 MPa m1/2

Brzina rasta zamorne prsline da/dN, m/ciklus

Eksponentm

KoeficijentC

Prag zamoraΔKth, MPa m1/2

Oznakaepruvete