Pienahitsin sijainnin vaikutus kuormaa kantamattoman T-liitoksen väsymiskestävyyteen

Hitsatuissa rakenteissa on paljon hitsien aiheuttamia epäjatkuvuuskohtia, jotka ovat alttiita vaurioitumaan väsyttävän kuormituksen alaisina. Standardit ja normit auttavat suunnittelua rakenneyksityiskohtien analysoinnissa, mutta ohjeiden arvot vaihtelevat paljon. Onkin tär-keää päättää, mitä standardia tai normia käytetään ja saada tutkimustuloksia tukemaan ohjeen käyttöä. Tämä työ on tehty Konecranes Finland Oy:lle. Työn tarkoituksena on etsiä käytössä olevi-en ohjeiden joukosta suunnittelun kannalta parhaiten todellista rakennetta kuvaava. Työssä esitellään käytössä olevia standardeja ja normeja sekä vertaillaan niiden välisiä eroja rakenneyksityiskohdan väsymiskestävyyden määrittämisessä. Työssä tarkastellaan myös hitsatun rakenteen väsymiseen vaikuttavia tekijöitä sekä väsymisanalyysissä käytet-täviä menetelmiä. Tutkittavaan liitokseen valittiin kolme erilaista hitsiä, yksi –ja kaksipuolinen pienahitsi sekä katkopienahitsi. Elementtimenetelmän avulla luotiin malleja koekappaleista ja laskettiin niille väsymiskestävyydet. Tämä lisäksi väsymistä tarkasteltiin väsytyskokeilla, jotka suoritti Lappeenrannan Teknillisen Yliopiston Teräsrakenteiden laboratorio. Lopputuloksena työstä saatiin tietoa hitsien väsymiskestävyyksistä. Liitosten väsymiskes-tävyydet olivat hyviä ja varsinkin katkopienahitsin tulokset olivat odotettua paremmat. Kat-kopienahitsin väsymiskestävyys vaatii tämän työn tulosten perusteella lisää tutkimista.

Welded structures have many structural discontinuities that present vulnerability under dynamic loading. Standards and norms provide guidance for the design and assessment of individual structural details but presented values vary greatly. Research data are thus required to support and validate selection of appropriate standards. This thesis has been done for Konecranes Finland Company. The aim of this thesis is to find out which of the instructions currently in use exhibit the most realistic approach from the designer’s point of view. The work presents different standards and norms and examines differences in how fatigue resistance of structural details is assessed. Factors affecting the fatigue of welded struc-tures and methods used in fatigue analysis are also investigated. Three different weld weld types are examined; one-sided fillet welds, two-sided fillet welds and intermittent fillet welds. Finite element analysis (FEA) is used to model the joints and to assess fatigue resistance. Fatigue resistance is also assessed with fatigue tests that were done by Lappeenranta University of Technology. As a result this thesis produced information on the fatigue resistances of these joints. It is seen that the joints exhibit good fatigue resistance, with the intermittent fillet weld, in par-ticular, showing better than expected results. On the basis of this research, it can be con-cluded that the fatigue resistance of intermittent fillet welds requires further study.