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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
導入
この文書は、溶接エンジニア (およびほとんどの設計エンジニア) が疲労試験や、荷重タイプ (せん断荷重、剥離荷重など) や破損基準などの要因の影響に精通していないために作成されました。
試験は、特定の特性の存在とその定性的および定量的評価を調査するために使用されます。疲労試験は一般に、繰り返し荷重を受ける構造やコンポーネントの挙動を調査するために使用されます。溶接されたコンポーネントの場合、疲労試験は、接合方法、ピッチ、材料の厚さと材料の組み合わせ、荷重の種類（せん断荷重、剥離荷重など）、オーバーラップ、フランジ上の溶接位置、エッジ距離などのさまざまなパラメータの影響を判断するために使用されます。 、荷重条件（準静的、周期的、荷重比R など）、およびさまざまなタイプの荷重を受けるスポット溶接および/または試験片の疲労挙動（寿命）における環境と腐食の組み合わせ。疲労試験の結果が設計目的で使用される場合、現実の環境で遭遇する境界条件を可能な限り考慮します。これは、負荷の種類、負荷の振幅、負荷率、および負荷の分布と故障基準に適用されます[ 7] 。
疲労試験用に選択された試験片は、使用中に遭遇する荷重と境界条件を可能な限り厳密にシミュレートします。さらに、使用される故障基準は、使用中のアプリケーションに適合する必要があります。一部の試験片では一次荷重のタイプは同じですが、たとえば、平らな多点試験片、H せん断試験片、KS-2 試験片、ダブルディスク試験片のせん断荷重など、二次荷重のタイプにより疲労試験の結果は大きく異なります。これは、関節領域の局所的な剛性の違いによる局所的な変形の程度が異なることに起因します。たとえば、剥離成分の大きさに影響する局所的な変形は、局所的な剛性の関数であり、剛性が低下すると増加します。
この文書は、ここで説明するさまざまな試験片を変更して、フランジ幅とオーバーラップ、溶接ナゲットのサイズ、ピッチ、曲げ半径、標準以下の溶接などの設計仕様と製造上の制約を指定できるフレームワークを提供します。考慮。これは、結果の重要性を大幅に高めるのに役立ちます。溶接部が同じ振幅のせん断荷重と剥離荷重を受ける可能性がある場合、溶接部の寿命は約 10 4倍異なることに注意してください (参考文献 [8] ～ [11])これは、異なる荷重タイプのシミュレーションに異なる試験片を使用する必要性を説明しています。
実際のコンポーネントの適合性テストは、設計計算の検証に役立ち、構造の認定に必要です。したがって、その数を絶対最小限に維持する必要があります。
Introduction
This document has been prepared because welding engineers (and most design engineers) are not familiar with fatigue testing and the influence of factors such as load type (e.g. shear load, peel load), and failure criteria.
Tests are used to investigate the existence of specific properties and their qualitative and quantitative evaluation. Fatigue tests, in general, are used to investigate the behaviour of structures and components subjected to cyclic loads. For welded components, fatigue tests are used to determine the influence of different parameters such as joining methods, pitch, material thickness and material combinations, type of load (e.g. shear load, peel load), overlap, location of weld on flange, edge distance, loading condition (e.g. quasi-static, cyclic, load ratio R), and the combination of environment and corrosion on the fatigue behaviour (life) of spot welds and/or specimens subjected to various types of loads. Fatigue tests will, if their results are to be used for design purposes, as far as possible, take into consideration such boundary conditions as encountered in a real-life environment. This applies to load types, load amplitudes, and load ratios as well as load distributions and failure criteria[7].
The test specimen selected for the fatigue test will simulate, as closely as possible, the loads and the boundary conditions as they are encountered in service. Furthermore, the failure criterion used must conform to the application in hand. Although the type of primary load is identical in some specimens, e.g. shear load in flat multi-spot specimens, H-shear specimens, KS-2 specimens, and double disc specimens, the results of fatigue tests differ significantly because of the secondary load types resulting from varying degrees of local deformation due to the differences in the local stiffness in the area of the joints. The local deformation, responsible for the magnitude of the peel component, for example, is a function of the local stiffness, increasing with a decrease in stiffness.
This document offers a framework within which the different specimens, described herein, can be modified such that design specifics and production constraints, e.g. flange width and overlap, weld nugget size, pitch, bending radius, and sub-standard welds, can be given due consideration. This helps towards enhancing the significance of the results very appreciably. Note that if welds could be subjected to identical amplitudes of shear and peel loads, their lives would differ by a factor of approximately 104 (References [8] to [11]). This explains the necessity to use different specimens for the simulation of different load types.
Conformance tests on real components serve the verification of design calculations and are necessary for the qualification of structures. It is therefore necessary to maintain their number at an absolute minimum.