Korrodált acélszerkezetek vizsgálata

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Korrodált acélszerkezetek vizsgálata"

Antal Péter
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Korrodált acélszerkezetek vizsgálata 1. Szerkezeti példák és laboratóriumi alapkutatás Oszvald Katalin Témavezető : Dr. Dunai László Budapest,

2 Általános célkitűzések Korrózió miatt károsodott acélszerkezetek viselkedése, teherbírása, élettartama: szilárdsági, stabilitási, fáradási jelenségek vizsgálata. Gyakorlatban alkalmazható numerikus vizsgálati módszer kidolgozása. 2

3 Megoldási stratégia jelenlegi kutatás Irodalomkutatás Valós korrodált szerkezeti példák Laboratóriumi kísérletek Numerikus modell építése Vizsgálandó korróziós károsodások Korróziós folyamatok, Korrodált szerkezeti elemek, kapcsolatok viselkedésének megismerése, vizsgálata Alkalmazható verifikált numerikus modell korrodált szerkezetek vizsgálatára Gyakorlatban alkalmazható numerikus vizsgálati módszer kidolgozása.

4 Korróziónak kitett szerkezetek Hajók (olajszállítók, tankerek) Földbe helyezett műtárgyak (pl. csővezetékek) Távvezetéktartó oszlopok Hidak Gubacsi híd Szabadság híd Margit híd Északi vasúti összekötő híd Lánchíd láncszemei 4

5 Hidak jellemző korróziós károsodásai Összetett szelvényű elemek elemközi korróziója (réskorrózió) Rácsrudak és oszlopok alsó övbe való bekötései, csomópontjai Alsó szélrácsok és merevítők bekötései a főtartóba Hossztartók és zórésvasak korróziója Főtartó alsó övének és gerincének korróziója Kapcsolatok: szegecsek, csavarok korróziója 5

6 Szabadság híd Konstrukciós hiba Feltárás Oszlop beroppanása Javítás 6

7 Margit híd 7

8 Margit híd 8

9 Margit híd 9

10 Gubacsi híd 10

11 Károsodások okai Szerkezeti kialakítás Lehetséges vízgyűjtő helyek pl. csomópontok Margit híd Konstrukciós hiba pl. Szabadság híd Szerkezeti károsodás, meghibásodás Vízelvezetők pl. Margit híd Dilatációk pl. Gubacsi híd Fenntartás hiánya pl. Sótonyi Csecsér patak hídja Meglévő példák részletes elemzése és további szerkezeti példák keresése és megismerése. 11

12 Előtanulmányok TDK dolgozat-korrózió hatása nyomott szerkezeti elemek viselkedésére -kísérleti és numerikus vizsgálat Diplomamunka-Korrózió hatása acélszerkezetek viselkedésére és méretezésére Laboratóriumi kísérletek Numerikus modell fejlesztés és vizsgálatok 12

13 Laboratóriumi kísérletek Szögacélok stabilitásvizsgálata Korrózió modellezése vastagságcsökkenéssel különböző elhelyezkedés 9 próbatest (PM jelű) előkészítése felmérése Központos nyomás Erő elmozdulás mérése 13

14 Laboratóriumi kísérletek Gyorsított korróziós kísérlet Váltakozó bemerítéses vizsgálat - NaCl oldatba mesterséges korrózió Szögacél (5 db) stabilitásvizsgálathoz Lemez (10 db) fáradásvizsgálathoz 14

15 Laboratóriumi kísérletek Valós szerkezeti elemek vizsgálata Északi vasúti összekötő híd próbatestek fáradás vizsgálathoz Margit híd kivágásra kerülő szögacéljainak vizsgálata 15

16 Végeselemesmodell Ansys program paraméteres input fájl Test végeselemes modell Korrózió modellezése vastagság csökkenéssel Különböző geometriai kialakítások: Anyagmodellek: lineárisan rugalmas lineárisan rugalmas tökéletes képlékeny Megtámasztás - csuklós kialakítás Teher központos nyomás Erő (stabilitás vizsgálat) Elmozdulás (szimuláció és virtuális kísérlet) 16

17 Végeselemesmodell Egyenletes és eloszlás szerinti Elhelyezkedés Átlagos nagyság Ha eloszlás szerinti paraméterek megadása Korrózió megadásának lehetőségei Pontkorrózió Elhelyezkedés Korrodált felület nagysága (%) Pontok min. és max. átmérője Pontok átlagos mélysége 17

18 Eddig elvégzett vizsgálatok Numerikus modell verifikálása a laboratóriumi nyomókísérletek alapján stabilitás vizsgálatokhoz Különböző nagyságú és elhelyezkedésű korrózió vizsgálata Korrodált szögacélokra szabványos teherbírás számítása numerikusan és hagyományos úton Nagy számú virtuális kísérlet (120 db) Paraméterek véletlenszerű változása adott intervallumban (korábbi tapasztalatok alapján) korrózió nagysága korrózió elhelyezkedés az elemen belül geometriai alakhiba (imperfekció) 18

19 Viselkedés Kisérleti erő-elmozdulás diagram Erő [kn] próbatest 2.próbatest 3.próbatest 4.próbatest 5.próbatest 6.próbatest 7.próbatest 9.próbatest 8.próbatest Elmozdulás [mm] Virtuális és valós kísérletek összehasonlítása Erő [kn] valós kísérlet virtuális Elmozdulás [mm] 19

20 Teherbírás Kísérleti eredmények PM jelű próbatestekre ,00 Teherbírás [kn] 50,00 40,00 30,00 20, ,00 0,00 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 Keresztmetszet csökkenés [%] 9 Tervezési ellenállás [kn] 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10, Keresztmetszet csökkenés [%] Valós kísérlet Kézi úton Kritikus erőböl Szimuláció Virtuális kísérlet N b. Rd χa = κ γ M 1 κ = 0,1* ln( K ) + 0,80 f K: keresztmetszet csökkenés a teljes elemre vonatkoztatva 20

21 Megoldási stratégia tervezett kutatás Irodalomkutatás Valós korrodált szerkezeti példák Laboratóriumi kísérletek Numerikus modell építése Vizsgálandó korróziós károsodások Korróziós folyamatok, Korrodált szerkezeti elemek, kapcsolatok viselkedésének megismerése, vizsgálata Alkalmazható verifikált numerikus modell korrodált szerkezetek vizsgálatára Gyakorlatban alkalmazható numerikus vizsgálati módszer kidolgozása. 21

22 Köszönöm a figyelmet! 22

Hasonló dokumentumok

Végeselemes analízisen alapuló méretezési elvek az Eurocode 3 alapján. Dr. Dunai László egyetemi tanár BME, Hidak és Szerkezetek Tanszéke

Végeselemes analízisen alapuló méretezési elvek az Eurocode 3 alapján Dr. Dunai László egyetemi tanár BME, Hidak és Szerkezetek Tanszéke 1 Tartalom Méretezési alapelvek Numerikus modellezés Analízis és