Konstrukcinio plieno liekamųjų suvirinimo įtempių vibracinio atleidimo tyrimai

Abstract

Disertacijoje nagrinėjamas vibracinio apdorojimo poveikis suvirintos kon-strukcijos liekamiesiems įtempiams. Pagrindinis tyrimo objektas yra liekamųjų suvirinimo įtempių ir mechaninių suvirintos jungties savybių pokytis po vibracinio apdorojimo. Disertacijos tikslas yra neardomaisiais kontrolės metodais ištirti liekamųjų suvirinimo įtempių pokytį po vibracinio apdorojimo bei įvertinti kontrolės metodų pritaikymą konstrukcijos gamybos ar surinkimo aikštelėje. Taip pat siekiama nustatyti konstrukcinio plieno suvirintų jungčių mechaninių savybių ir skirtingų liekamųjų suvirinimo įtempių sumažinimo technologijų tarpusavio priklausomybę. Suvirinant storasienius gaminius, neišvengiamai susidaro liekamieji įtempiai, kurie gali sukelti pirmalaikį suvirintos konstrukcijos susilpnėjimą žemiau leistinos ribos, dėl to konstrukcija gali staigiai suirti. Plieninių konstrukcijų gamybos standartai nurodo liekamuosius suvirinimo įtempius sumažinti terminiu būdu, tačiau tai reikalauja didelių energijos ir laiko sąnaudų. Tam tikrais atvejais plieninių konstrukcijų gamyboje terminio apdorojimo atlikti neįmanoma. Alternatyvusis vibracinis metodas gali sumažinti liekamuosius įtempius su minimaliomis energijos ir darbo sąnaudomis, tačiau metodo naudingo poveikio tyrimas išlieka svarbiu disertacijos mokslinių tyrimų uždaviniu. Darbe sprendžiami šie pagrindiniai uždaviniai: vibracijos energijos poveikis konstrukcinio plieno suvirintos jungties liekamiesiems įtempiams, mechaninėms savybėms bei technolo-giniams suvirinamumo ypatumams. Taip pat ieškoma būdų, kaip konstrukcijos gamybos ar surinkimo aikštelėje įvertinti liekamųjų įtempių pokytį po vibracinio apdorojimo. Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai ir rezultatų apibendrinimas. Įvade aptariamas problemos aktualumas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašomas mokslinis naujumas, pristatomi autoriaus pranešimai ir publikacijos, disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Čia apžvelgti darbai, kuriuose nagrinėjama liekamųjų įtempių kilmė, poveikis konstrukcijai bei įtempių sumažinimo metodai. Skyriaus pabaigoje pateikiamos išvados ir konkretizuojami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje, metodinėje dalyje, pateikta tyrimų metodika. Aprašyta bandymo metodų esmė, taikymas, eksperimentų atlikimas bei rezultatų apdorojimo metodai. Trečiajame ir ketvirtajame skyriuose, eksperimentinėje dalyje, aprašyta eksperimentų atlikimo eiga, gauti rezultatai ir jų analizė bei pateikti ginamųjų teiginių įrodymai.

The dissertation addresses the affect of vibratory treatment on residual welding stresses. The main research focus is the change in residual welding stresses and mechanical welded joint properties after the vibratory treatment. The aim is to assess the change in residual welding stresses resulting from the vibratory treatment using non-destructive control methods, as well as their application at the manufacturing and assembly site. The dissertation also aims to identify the relationship between the mechanical properties of weldments in the structural steel and various technologies enabling the reduction of residual welding stresses. Residual stresses occur as part of the welding process of thick-walled items. This may result in a premature weakening of a welded structure below the acceptable limit and lead to a sudden collapse. According to standard requirements for the steel construction, residual welding stresses have to be reduced by the thermal treatment which is energy and time demanding. Moreover, there are instances when the thermal treatment of structural steel is not possible whatsoever. Alternatively, the vibratory treatment could reduce residual stresses with minimum energy and time inputs. However, the research about the feasibility of the application of such method is necessary. Therefore, the main objectives of this study are: to assess the effect of the vibration energy on residual stresses in structural steel weldments, mechanical characteristics and weldability qualities. The study also explores assessment methods of the changes in residual stresses after the vibratory treatment at the manufacturing and assembly site. The dissertation consists of an introduction, four chapters and a summary of the findings. Introduction discusses the research background, defines aim and tasks, describes the novelty of the study, introduces conference presentations and publications published by the author and ends with an outline of the dissertation. The first chapter consists of the literature review that looks at the causes of residual stresses, their effect on a construction and stress relief methods. The chapter ends with conclusions and specified research objectives. Second chapter describes the research methodology: the nature of the experiment, its application procedure and analytical approach to the interpretation of the results. The experiment, its findings, the analysis and verification of the defended propositions are presented in the third and fourth chapters.