Hibrid zártszelvények vizsgálata hegesztésszimulációval és laboratóriumi mérésekkel

Napjainkban komoly igény mutatkozik a gyártási folyamatokat felgyorsítására a szerkezetépítésben a megfelelő minőség megőrzése mellett. A kiemelt fontosságú gyártási folyamatok közül meg kell említenünk a lemezollós vágást, a termikus vágást, a hengerlést, a hajlítást és a hegesztést. Ezen eljárások mindegyike maradó feszültségeket és geometriai imperfekciókat okoz a munkadarabban, melyek végső soron hatással vannak a gyártott elem minőségére és viselkedésére.

Az utóbbi évtizedekben a hegesztés vált a világ vezető kötési folyamatává a szerkezetépítésben, többek közt a változatos szerkezeti kialakítások és a felhasznált anyagok sokszínűsége miatt. A hegesztési eljárások és a technológia fejlődésével a helyszíni szerelésben is egyre nagyobb hangsúlyt kapott ez a kötési forma, míg a gyártóműhelyekben már régóta alkalmazzák. A különböző acélanyagok, az eltérő hegesztési pozíciók és a különböző környezeti feltételek más és más hegesztési eljárásokat kívánhatnak. Jelen tanulmány ugyan az ívhegesztésre összpontosított, de említést tesz más hegesztési eljárásokról is, mint például a dörzshegesztés vagy a lézersugaras hegesztés.

A szerkezettervezési gyakorlat jelenleg számos sajátfeszültség modellt használ, többek között hegesztett zártszelvényre is, mely jelen kutatás fókuszában áll. Meg kell jegyezni, hogy a legtöbb szabvány közelítéseket ad az egyenértékű geometriai tökéletlenségekre, és javaslatot tesz egy kiválasztott maradó feszültség modell használatára. Ezek a közelítések és modellek kísérletekkel vagy numerikus szimulációval javíthatók. A szimuláció fontosságát mutatja továbbá, hogy olyan hegesztett szerkezeti egységek vizsgálatára is használható, melyeknek kísérleti vizsgálata nehézkes vagy valamilyen oknál fogva nem megoldható, a vizsgálat gazdaságosabb voltáról nem is beszélve. Ezen alkalmazásokon túl egy validált numerikus modell eredményei közvetlenül felhasználhatók a szerkezettervezésben is a tervezési szabványok által javasolt modellek helyett, amelyek sok esetben komoly eltérést mutatnak a valós szerkezeti viselkedéstől. A dolgozatban hibrid – azaz normál és nagyszilárdságú acélokat kombináló – szerkezeti kialakítások kerülnek bemutatásra, melyek szakirodalmi háttere igencsak hiányos, beleértve a sajátfeszültségek kialakulásának hátterét is. A vizsgálatokhoz a hegesztési folyamat numerikus szimulációját és laboratóriumi méréseket egyaránt alkalmazok.

szerző

• 
  Horváth András
  Szerkezet-építőmérnök mesterszak (MSc)
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

• 
  Dr. Kollár Dénes
  adjunktus, Hidak és Szerkezetek Tanszék
• 
  Dr. Kövesdi Balázs
  egyetemi docens, Hidak és Szerkezetek Tanszék

helyezés