Väsymissärön ydintyminen

Samankaltaiset tiedostot
Murtumissitkeyden arvioimisen ongelmia

Murtumismekanismit: Väsyminen

Vaurioiden tyypilliset syyt

Vauriomekanismi: Väsyminen

Vaatimukset. Rakenne. Materiaalit ja niiden ominaisuudet. Timo Kiesi

Väsyminen. Amanda Grannas

Kon Luento 12 -Säteilyhaurastuminen -Mikrorakenteen vaikutus murtumiseen -Yhteenveto -CASE: Murtumismekanismien yhteisvaikutukset

Ympäristövaikutteinen murtuminen EAC

Hitsaustekniikkaa suunnittelijoille koulutuspäivä Hitsattujen rakenteiden lujuustarkastelu Tatu Westerholm

Valetun valukappaleelle on asetettu usein erilaisia mekaanisia ominaisuuksia, joita mitataan aineenkoestuksella.

Hitsattu rakenne vikojen vaikutus lujuuteen ja elinikään

Ultralujien terästen hitsausliitosten väsymislujuus

Miksi vaurioita I. Triviaaliselitykset eivät riitä estämään vaurioita jotka voitaisiin estää nykytiedolla II. Syvempikin vaurioanalyysi jää tyypillise

ULTRALUJAN TERÄKSEN KIINNITYSHITSIEN VÄSYMISKESTÄVYYDEN MÄÄRITYS

Liite A : Kuvat. Kuva 1.1: Periaatekuva CLIC-kiihdyttimestä. [ 1 ]

Kuparikapselin pitkäaikaiskestävyys

Koneenosien lujuuslaskenta

Murtumismekaniikka II. Transitiokäyttäytyminen ja haurasmurtuma

Pienahitsien materiaalikerroin w

Testaus ja suunnittelu. Heikki Lagus

Tuukka Yrttimaa. Vaurioituminen. Sitkeä- ja haurasmurtuma. Brittle and Ductile Fracture

Raerajalujittuminen LPK / Oulun yliopisto

Kuparikapselin pitkäaikaiskestävyys

TkL. Matti Koskimäki

Oheismateriaalin käyttö EI sallittua, mutta laskimen käyttö on sallittua Vastaukset tehtäväpaperiin, joka PALAUTETTAVA (vaikka vastaamattomana)!

Oheismateriaalin käyttö EI sallittua, mutta laskimen käyttö on sallittua Vastaukset tehtäväpaperiin, joka PALAUTETTAVA (vaikka vastaamattomana)!

SISÄLTÖ 1. Veto-puristuskoe 2. Jännitys-venymäpiirros 3. Sitkeitten ja hauraitten materiaalien jännitysvenymäkäyttäytyminen

TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA.

JÄNNEVIRRAN SILLAN VÄSYMISMITOITUS MITATULLA LIIKENNEKUORMALLA

KUPARISAUVOJEN KOVUUS-, VETO-, JA VÄSYTYSKOKEET ANU VÄISÄNEN, JARMO MÄKIKANGAS, MARKKU KESKITALO, JARI OJALA

Murtumismekaniikka III LEFM => EPFM

UDDEHOLM MIRRAX ESR 1 (5) Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Fysikaaliset ominaisuudet. Vetolujuus huoneenlämpötilassa.

Lovilujittuminen. Lovessa kolmiaksiaalinen jännitystila Lovessa materiaali käyttäytyy kuin se*olisi lujempi

Ydinjätekapselin deformaatiomekanismit Projektin johtaja: Hannu Hänninen Tutkijat: Kati Savolainen ja Tapio Saukkonen

KARELIA-AMMATTIKORKEAKOULU Kone- ja tuotantotekniikka. Paavo Turunen PUUTAVARAKOURAN HITSISAUMAN VÄSYMISLUJUUDEN TARKASTELU

2 LUJUUSOPIN PERUSKÄSITTEET Suoran sauvan veto tai puristus Jännityksen ja venymän välinen yhteys

TILTTISANGAN VÄSYMISKESTÄVYYS FATIGUE RESISTANCE OF TILT HANDLE

Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa

CHEM-A1410 Materiaalitieteen perusteet

3R-menetelmän käyttö vaihtuva-amplitudisesti kuormitettujen hitsausliitosten väsymisanalysoinnissa

SISÄLTÖ Venymän käsite Liukuman käsite Venymä ja liukuma lujuusopin sovelluksissa

VÄSYMISMITOITUS Pasila. Antti Silvennoinen, WSP Finland

RAKENNUS- JA YMPÄRISTÖTEKNIIKAN OSASTO

PUUTAVARAPANKON VÄSYMISLUJUUDEN MÄÄRITYS DETERMINATION OF FATIGUE LIFE OF TIMBER BUNK

Teräsputkipaalujen kalliokärkien suunnittelu, lisäohjeita FEMlaskentaa

Jänneterästen katkeamisen syyn selvitys

Koska posahtaa? Osaatko ennakoida komponentin jäljellä olevan eliniän oikein?

MEKAANINEN AINEENKOETUS

Hitsausliitokset. päällehitsaus. täyttöhitsaus. laipalliset akselit, hammaspyörien ja akselien liittäminen

Vaihdelaa(kon synkronirengas C.R Gagg & P.R Lewis / Engineering Failure Analysis 16 (2009)

PETRI KOSKELA KUPARISEN VIRRANKERÄYSNAUHAN VÄSYMISKESTÄVYYS. Diplomityö

HITSATUN LIITOKSEN VÄSYMISKESTÄVYYDEN MÄÄRITTÄMINEN SÄRÖN KASVUN SIMULOINNILLA

Stalatube Oy. P u t k i k a n n a k k e e n m a s s o j e n v e r t a i l u. Laskentaraportti

SUURJUUSTERÄKSISEN RUUVILIITOKSEN FRETTING-VÄSYMINEN FRETTING FATIGUE OF BOLTED JOINT MADE OF HIGH-STRENGTH STEEL

Vaasan ammattikorkeakoulu, University of Applied Sciences Publications OTHER PUBLICATIONS C10

Murtumismekaniikka. Jussi Tamminen

Makroskooppinen approksimaatio

Koska posahtaa? Osaatko ennakoida komponentin jäljellä olevan eliniän oikein?

Todennäköisyysteoriaan pohjautuva väsymisanalyysi. Seminaari Oulun yliopistossa, toukokuu 2014 Roger Rabb

Vastaanotettu Hyväksytty Julkaistu verkossa

AINETTA LISÄÄVÄLLÄ VAL- MISTUKSELLA TUOTETTUJEN METALLISTEN KAPPALEIDEN VÄSYMINEN

Torpparin alikulkusilta - Suuriläpimittaisen teräsputkisillan pilotti radan alle Karjaalla. TRY Olli Asp

Ultralujat rakenne- ja kulutusteräkset - tärkeimmät ominaisuudet suunnittelulle

Ultralujien terästen käyttö dynaamisesti kuormitetuissa koneen rakenteissa

YOUR NEW DIMENSION OF POSSIBILITIES. Metallien 3D-tulostus ja käyttökohteet Vesa Kananen, 3DSTEP Oy 3D-tulostuksen savolainen vallankumous 1.12.

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta LUT Metalli Konetekniikan koulutusohjelma KESTOMAGNEETTIKONEEN ROOTTORIN VÄSYMISANALYYSI

KYLMÄMUOVATUN NURKAN JÄÄNNÖSJÄNNITYSTEN MANIPULOINTI THE MANIPULATION OF RESIDUAL STRESS IN A COLD FORMED CORNER

AKSIAALIVUOSÄHKÖMOOTTORIN VALURUNGON VÄSYMISTARKASTELU

Todennäköisyysteoriaan pohjautuva väsymisanalyysi

Lämpötila 20 C 200 C 400 C. Tiheys kg/m * Lämmönjohtavuuden mittaaminen on vaikeaa. Hajonta saattaa olla 0,3

Deformaatio. Kiteen teoreettinen lujuus: Todelliset lujuudet lähempänä. σ E/8. σ E/1000

KUORMAA KANTAMATTOMAN T-LIITOKSEN GEOMETRIAN VAIKUTUS VÄSYMISKESTOIKÄÄN TEHOLLISEN LOVIJÄNNITYKSEN MENETELMÄLLÄ

RIVAN KÄRJEN MUOTOILUSUOSITUSTEN VERTAILU HOT SPOT JA TEHOLLISEN LOVIJÄNNITYKSEN MENETELMILLÄ

UDDEHOLM DIEVAR 1 (7) Yleistä. Ominaisuudet. Suulakepuristustyövälineet. Kuumataontatyövälineet. Työvälineensuorituskykyä parantavat ominaisuudet

Kerta- ja monikäyttöisten instrumenttien ekologiset ja taloudelliset eroavaisuudet. Opinnäytetyö, Julia Andersson

Korjattavien pintojen esikäsittelyt

RAEX KAIKKINA AIKOINA KAIKKIIN OLOSUHTEISIIN

Luento 5 Hiiliteräkset

KETJULUKON KESTÄVYYDEN VARMENTAMINEN

Kon Rakenneaineet jännitysten ja ympäristön vaikutusten alaisina 5 op Periodit I II. Luennoitsija: Iikka Virkkunen Harjoitukset: Timo Kiesi

Keskinopea jäähtyminen: A => Bainiitti

FPC+manuaali" XXXX"Oy" Tämä"FPC+manuaali"sisältää"kuvauksen"yrityksemme"standardin"SFS+EN" "mukaisesta"laadunhallintajärjestelmästä.

Kon Teräkset Harjoituskierros 6.

VÄÄNTÖKUORMITETUN HITSATUN KOTELOPROFIILIPALKIN VÄSYTYSKOE FATIGUE TEST OF A TORQUE LOADED WELDED BOX SECTION BEAM

DIPLOMITYÖ JÄNNITYSSUHTEEN VAIKUTUS ULTRALUJAN TERÄKSEN HITSAUSLIITOKSEN VÄSYMISLU- JUUTEEN

18 Hakemisto. Hakemisto

2/19 Ympäristöministeriön asetus

Kyntöauran rakenteiden kehittäminen mitatun kuormitusaineiston perusteella

Tehokkaammin lujilla teräksillä

UDDEHOLM VANCRON 40 1 (6) Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Työkalun suorituskyvyn kannalta

Poijukettingit ja sakkelit LAATUVAATIMUKSET

Lämpötila 20 C 200 C 400 C. * Lämmönjohtavuuden mittaaminen on vaikeaa. Hajonta saattaa olla 0,3

Todennäköisyysteoriaan pohjautuva väsymisanalyysi

Mikko Borgström VÄÄNTÖKUORMITETUN KOTELOPROFIILIPUOMIN VÄSYMISKESTÄVYYS

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO LUT School of Energy Systems LUT Kone. Tuomas Tuomaala PUUKUROTTAJAN PUOMIN VÄSYMISTARKASTELU.

Lujat teräkset seminaari Lujien terästen hitsauksen tutkimus Steelpoliksessa

MEI Murtumismekaniikka

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 2

uddeholmin teräkset PAineVAluun käyttökohdeopas

Transkriptio:

Väsymissärön ydintyminen 20.11.2015 1

Vaurio alkaa särön muodostumisella Extruusio Intruusio Deformoitumaton matriisi

S-N käyrät Testattu sauvan katkeamiseen Kuvaavat aikaa "engineering särön muodostumiseen" 3

Ydintyminen Dislokaatioiden palautumaton liike Liukunauhat Deformaation keskittyminen Yhden rakeen särö 4

Ydintyminen ja sulkeumat Yleisesti ydintyminen tapahtuu paikallisessa epäjatkuvuuskohdassa (sulkeumat), lovet, korroosio => Hajonta 5

Ydintyminen sulkeumasta 6

7

Väsymisrajan luonne Raja, jossa ydintyneet säröt eivät kasva Väsymisraja häviää spektriväsytyksessä, ympäristövaikutteisessa väsytyksessä, jne. Väsymisrajaa ei havaita kaikilla materiaaleilla 8

9

Lujuuden vaikutus 0.5 x UTS 1.6 x HV 10

Lovien vaikutus 11

Sulkeumien vaikutus 12

Sulkeumien vaikutus väsymisrajaan C riippuu sulkeuman sijainnista (C=1.56 pinnan alaisille sulkeumille ja C=1.43 pintasulkeumille) 13

Pintakäsittely Karkaisu Kuulapuhallus Pinnanlaatu 14

Väsymissärön kasvu 20.11.2015 15

Vaurio keskittyy särön kärkeen

Stage I Stage II 17

Särön kasvu kiihdyttää vauriota Särön pituus (a) Syklimäärä (N)

Paris: särönkasvua voidaan ennustaa Särönkasvu (µm / sykli) Kynnys K

Ongelmia Parametrien luotettava määritys vaikeaa pienet säröt eivät seuraa Paris'n lakia 20 20

21

Särön eteneminen näkyy murtopinnalla

Murtopinta-analyysi Ydintymiskohta Beach marks 23

... ja mikroskoopissa Väsymisjuovat (striations)

Väsyminen = ydintyminen + särönkasvu Extruusio Intruusio matriisi Deformoitumaton + Särön pituus (a) Syklimäärä (N)

Ydintymisen osuus 900 Jännitysvaihtelu (MPa), Särönpituus (µm) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 10 4 10 5 10 6 Syklit

Väsymisen hallinta Särön pituus (a) Käytön aikainen seuranta Geometriasuunnittelu Valmistuslaatu Materiaalinvalinta Väsymismitoitus Syklimäärä (N)

Valmistuksen laaduntarkkailu Väsymissuunnittelun parantaminen Turvallisuuskulttuuri Parannetut valmistuksen aikaiset tarkastukset Parannettu käytön aikaiset tarkastukset Lisätty käytön aikaisia tarkastuksia

Väsymiskestävä suunnittelu

Mitä voidaan tehdä rakenteen väsymiskestävyyden parantamiseksi? Tärkeysjärjestyksessä Ydintymisen vaikeuttaminen Särönkasvun vaikeuttaminen

Ydintymisen vaikeuttaminen Lovien yms. jännityskeskittymien poistaminen Materiaalin sisäisten jännityskeskittymien poistaminen Pintakäsittelyt Hitsisaumojen sijoittaminen ja suunnittelu

K K th?

Materiaalin sisäisten ydintäjien poistaminen Sulkeumien poistaminen (puhtaampia teräksiä)

Pintakäsittely Karkaisu Kuulapuhallus Pinnanlaadun parantaminen 36

Särönkasvun vastustaminen Damage-tolerant rakenne, jossa särön pysäyttäjiä Esim. lentokoneissa

Multiaksiaalinen väsyminen Multiaksiaalisessa kuormituksessa väsymiskestoikä lyhenee jopa puolittuu Useita empiirisiä malleja Energiamallit Kriittisen tason mallit Venymämallit 38

Särön sulkeutuminen Elber (1970): särö voi sulkeutua ennenaikaisesti, jolloin K pienenee Tämä voi selittää esim. R:n vaikutuksen särönkasvuun Pienten säröjen poikkeavan kasvun 39

Yhteenveto Väsyminen on vaihtokuorman ajamaa kiihtyvää särönkasvua Väsymisen hallinta kattaa koko tuotteen elinkaaren Suunnittelu Valmistus Seuranta

Jäännösjännitykset Jännitykset jotka "jäivät jälkeen" Epätasaisesta plastisesta deformaatiosta Epätasaisista materiaaliominaisuuksista Venymien tulee olla jatkuvia ja yhteensopivia erot "tasataan" jännityksillä 41

42

43

Jäännösjännitykset Usein valmistuksen (hitsaus, lämpökäsittely jne.) Voidaan käyttää hyväksi (esim. lasikuulapommitus) Usein heikentävät väsymiskestävyyttä Yleinen "syntipukki" 44

Jäännösjännityksiä voidaan mitata Rikkomattomasti Röntgen-diffraktio Barkhausen Vähän rikkovasti Reiänporaus Rikkovasti Contour yms.