HRVATSKI OGRANAK MEĐUNARODNOG VIJEĆA ZA VELIKE ELEKTROENERGETSKE SUSTAVE – CIGRÉ 11. savjetovanje HRO CIGRÉ Cavtat, 10. – 13. studenoga 2013. Miljenko Cvetić Končar – KET d.d. [email protected] A-1 Jožef Predan Mariborska Univerza; Fakulteta za strojništvo [email protected] Nenad Gubeljak Mariborska Univerza; Fakulteta za strojništvo [email protected] ODREĐIVANJE STATIČKIH I LOMNO MEHANIČKIH SVOJSTAVA LJEVANOG ČELIKA OSOVINSKOG RUKAVCA VJETROAGREGATA SAŽETAK Osovinski rukavac vjetroelektrane je komponenta koja je opterečena savojnim i smicajnim dinamičkim opterećenjima. Njegova je funkcija da nosi glavčinu i ostale rotirajuće dijelove. To je omogućeno sa jednim parom ležaja, dijelovima koji povezuju glavčinu sa osovinskim rukavcem. Mehanički, osovinski rukavac je jedan od važnijih, ali i najopterećenijih dijelova vjetroelektrane. Zbog želje za kvalitetnijim radom vjetroagregata, povečanjem pouzdanosti i produljenjem njegovog životnog vijeka potrebno je poznavanje mehaničkih i lomnomehaničkih svojstava materijala osovinskog rukavca. Osim toga osovinski rukavac spada u red ključnih dijelova vjetroagregata potrebnih za siguran rad vjetroagregata kroz njegov cjelokupan radni vijek. Zamjena osovinskog rukavca spada među zahtijevnije postupke na agregatu, stoga je poznavanje i karakterizacija mehaničkih i lomno-mehaničkih, kako dinamičkih tako i statičnih svojstava čelika osovinskog rukavca nužna za predviđanje ponašanja u slučaju radnih, ali i ekstremnih opterećenja, koja se mogu pojaviti tokom dugogodišnje ekspoloatacije. Prilikom samog postupak izrade osovinskog rukavca ljevanjem, zbog geometrijskog oblika, promjenjive debljine te režima ljevanja i hlađenja, mogu nastati greške u materialu iz kojih mogu nastati zamorne pukotine. Upravo s poznavanjem mehaničkih i lomno-mehaničkih svojstava je moguće odrediti osjetljivost osovinskog rukavca na prisutnost pukotine. U članku je prikazano eksperimentalno ispitivanje mehaničkih i lomno-mehaničkih svojstava ljevanog čelika osovinskog rukavca. Eksperimenti su urađeni u skladu s standarima o ispitivanju zateznih svojstva materiala i standarima za odredjivanje lomne žilavosti materiala. Ključne riječi: Osovinski rukavac vjetroagregata, mehanička i lomno mehanička svojstva SUMMARY Axle pin of wind power plant is component that is loaded on flexion and shearing dynamic loads. Its function is to carry the hub and other rotating parts. This is made possible with a pair of bearings, parts that connect the hub to the axle pin. Mechanical, axle pin is one of the most important part, but also the most loading parts of wind turbine. Because of the wish for better working of wind turbine, increasing reliability and extending its useful life is necessary to know the mechanical and fracture-mechanical properties of materials of the axle pin. Additionally axle pin is one of the key components of wind turbines required for the safe operation of wind turbines throughout his work life. Replacing the axle pin is one of the more demanding procedures in the aggregate. Therefore the knowledge mechanical and fracture mechanical characteristics, as dynamic and static properties of steel axle pin is necessary to predict the behavior in the case of labor, but also the extreme loads that may occur during long exploitation. During the process of making the axle pin with casting, because of the geometric shape of variable thickness and regime casting and cooling, can cause errors in the material which may generate fatigue cracks. It is with knowledge of mechanical and fracture mechanical properties is possible to determine the sensitivity of the 1 axle pin to the presence of cracks. The paper presents the experimental testing of mechanical and fracture mechanical properties of cast steel axle pin. Experiments were carried out in accordance with the standard testing tensile properties of the materia and standards for determining the fracture toughness of the material. Keywords: axle pin of wind turbine, mechanical and fracture mechanical properties 1. UVOD Vjetroagregati su izloženi vibracijama koje se ne smiju zanemariti. Uzrokovane su vjetrom, poremećajem strujanja po lopatici i ispred tornja vjetragregata, vlastitim vibracijama rotora, tornja i cijele konstrukcije zajedno. U članku su dane smjernice i glavne značajke cijeloga postupka za određivanje potrebnih karakteristika materijala osovinskog rukavca, koji je kao dio vjetroagregata izrazito dinamički opterećena konstrukciona komponenta. Ovaj postupak određivanja mehaničkih i lomno-mehaničkih svojstava je primjenjiv na granična opterećenja, kao i zamorna sa i bez pukotine. 2. ODREĐIVANJE ZATEZNE ČVRSTOĆE MATERIJALA OSOVINSKOG RUKAVCA Iz dvaju materiala osovinskih rukavaca su izrađene epruvete za određivanje zatezne čvrstoće materiala i ispitivanje lomne žilavosti. Glavna os svih izrađenih epruveta je paralelna s x-smjerom odn. uzdužnom osi osovinskog rukavca, koja odgovara smjeru naleta vjetra na vjetro-elektranu. Iz uzoraka so izrađene zatezne epruvete promjera 4,99 mm u skladu s standardom EN 10002-1:1990. Ispitivanje je izvedeno na sobnoj temperaturi (+22 °C), na servohidrauličnom stroju INSTRON 1255 (atest NMAS) u kontroli pomaka 1 mm/min. Način pričvrščenja epruveta za ispitivanje zatezno ispitivanje je prikazan na slici 1, s početnom mjernom dužinom 25 mm. Ispitane su po tri epruvete od svakog uzorka materijala, a za daljnju analizu se uzimaju po dvije epruvete kao što je prikazano u tablici I i II. Kao mjerodavne vrijednosti uzimaju se najmanje izmjerene vrijednosti od triju epruveta. Slika 1. Zatezno ispitivanje materiala na epruvetama ø 4,99 mm (DIN 50125) Tokom ispitivanja je snimana zavisnost sila-pomak. Na osnovu izmjerenih vrijednosti početnog promjera epruvete, te izmjerene sile i istezanja su izrađeni diagrami naprezanje-deformacija, kao što je prikazano na slici 2, za material 1 odn. za material 2 na slici 3. Dijagrami na slici 2 i 3 se odnose na konvencionalnu krivulju naprezanje-deformacija. 2 800 700 Naprezanje [Mpa], uzorak 2 600 Naprezanje [MPa] 500 400 300 200 100 Deformacija [mm/mm] 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 Slika 2. Diagram naprezanje-deformacija za material epruvete 02 1000 800 Naprezanje [MPa], uzorak 3 Naprezanje [MPa] 600 400 200 0 0 Deformacije [mm/mm] 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 Slika 3. Diagram naprezanje-deformacija za material epruveta 03 Tablica I. Rezultati zateznih mehaničkih svojstava za obje epruvete 2.1 Materijal Oznaka epruvete Promjer mm G24Mn6 02 03 Ø 4,99 Ø 4,99 Konačni Promjer (mm) Ø 4,01 Ø 3,82 E MPa Rp0,2 MPa Rm MPa εmax % σ(εmax) % 194546 200307 405 410 763 788 21,8 22,8 587 651 Zaključak za zatezna ispitivanja Iz dobivenih rezultata je vidljivo da su vrijednosti oba uzorka približno jednaki, što nije tipično za materijal čelični ljev. Ono što malo zabrinjava je vrijednost Rp0,2, koja je nešto niža od očekivane, ali još uvijek u okviru standarda EN 10340, koji propisuje mehanička svojstva materijala G24Mn6. Takođe je vidljivo da su sve vrijednosti zateznih svojstava druge epruvete više od prve. Rezultati Rp0,2 kod obje epruvete su niži nego što su bili u ljevaonici, prema izvještaju [3], dok su vrijednosti Rm više. Treba napomenuti da su rezultati kako mehaničkih svojstva [3], tako i kemijskog sastava [4] u skladu sa standardom EN 10293 3 3. ODREĐIVANJE KRITIČNE VRIJEDNOSTI J INTEGRALA I CTOD NA EPRUVETI ZA SAVIJANJE Za određivanje kritične vrijednosti J-integrala i kritičnog otvaranja vrška pukotine CTOD (eng.: »Crack Tip Opening Desplacement«) odn. krivulje otpornosti materiala je potrebno izvršiti eksperiment. Eksperimentalno određivanje J-integrala i CTOD vrednosti se u skladu s standardom ASTM – E 1820 određuje upotrebom SENB epruvete slika 4, korištenjem postupka djelomičnog rasterećivanja. Epruvete su izrađene iz materiala obaju osovinska rukavaca, na način, da je mehanički zarez pravokutno na os x osovinskog rukavca, odn. na epruveti nastala zamorna pukotina je paralelna s kritičnim presjekom osovinskog rukavca. Material epruvete je ljevani čelik s oznakom G24Mn6, za kojeg su zateznim ispitivanjem (DIN 50125) određena mehanička svojstva (tablica I.) Slika 4. Oblik epruvete za savijanje U skladu s standardom ASTM1820, je bilo potrebno zamoriti epruvetu, kako bi se moglo pratiti lomnomehaničko ponašanje materijala u prisutnosti oštre zamorne pukotine. Oštra zamorna pukotina na epruveti zapravo prikazuje ravninsku grešku na konstrukciji. Kako bi se spriječilo oblikovanje značajnog plastičnog područja na vršku pukotine je maksimalna sila zamaranja propisana standardom. Kidalica je atestirana i kalibrirana od ovlaštene organizacije. Epruvete smo zamarali dinamično s silom Fmax=7,6 kN i R=0,1 nakon 2 – 2,5 mm prirasta na površini (N=180.000-290.000 ciklusa).Ispitivanje je izvedeno na servo-hidrauličkom stroju INSTRON 1255 sa dinamično-statičnom mogučnošću opterećivanja do 250 kN. Ispitivanje mehanike loma je bilo izvedeno u skladu s standardima ASTM E-1820 i BS 7448. Za mjerenje otvaranja pukotine je bio korišten mjerač INSTRON-CTOD clip gauge. Ispitivanje lomne žilavosti smo izvodili na sobnoj temperaturi u kontroli pomaka s brzinom v=1mm/min. Ispitivanje je bilo računarski upravljano programom INSTRON Wiev-maker i računarske jedninice INSTRON 8500 +. U skladu s standardom korištena je metoda dijelomičnog popuštanja za praćenje rasta pukotine. Mjerne vrijednosti sile, pomak i otvaranje pukotine su bile bilježene programom (INSTRON View-maker), za svaku epruvetu posebno. U izvještaju [3] su prikazane slike opterećenja i prijeloma površina za 5 ispitanih epruveta materijala osovinskog rukavca. Za potrebe ovog članka korišteni su rezultati dviju (C i D) epruveta. Nakon ispitivanja su sve epruvete bile zamorene, kako bi se odredio prirast pukotine, te izvršen pregled prelomne površine s stereo-mikorskopom OLYMPUS SZX, slike 5.2 - 9.2). U skladu s standardom ASTM E-1820 je u svakoj točci popuštanja potrebno zabilježiti silu (Fi), otvaranje ustiju pukotine (CMODi), te odrediti popustljivost epruvete (Ci), kako bi na osnovu razlike u popustljivosti odredio prirast pukotine između dvaju popuštanja. Vrijednosti popustljivosti u linearnom dijelu i prije inicijacije stabilnog širenja pukotine mogu padati zbog plastifikacije i ojačavanja materijala što povećuje krutost epruvete. Do povećanja popustljivosti obično dolazi nakon inicijacije stabilnog rasta. Na prelomnim površinama je vidljivo uzduž cijelog fronta zamorne pukotine područje stabilnog rasta pukotine, koje je fraktografski odgovara prelomu ljevanoj mikrostrukturi. Potrebne geometrijske značajke SENB epruvete prikazane su u tablici II, gdje je B - širina epruvete, W - visina epruvete, odnosno te i ostale veličine su u skladu sa standardom ASTM E-1820. 4 Tablica II. Rezultati izmjerenih površina za obje epruvete SENB_02 i SENB_03 B mm 12,79 12,67 W mm 25 25 Ao mm2 75,16 72,45 Bf mm 12,79 12,67 Af mm2 11,53 10,18 anotch % 5,24 5,08 25 20 F, kN G24Mn6 Oznaka epruvete SENB_02 SENB_03 15 10 F, kN _02 5 CMOD, mm 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 Slika 5.1. Diagram sila-otvaranje za epruvetu SENB_02_x5 Slika 5.2. Površina preloma epruvete SENB_02_x5 25 20 15 F, kN Materijal 10 F, kN _03 5 CMOD, mm 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Slika 6.1. Diagram sila-otvaranje za epruvetu SENB_03_x5 5 Slika 6.2. Površina preloma epruvete SENB_03_x5 Promjenom tehnologije ljevanja te dodavanjem određenih kemijskih elemenata dobili smo novi/stari materijal sa boljim svojstvima Tablica III. Rezultati zateznih ispitivanja epruveta. G24Mn6 Oznaka epruvete C D E MPa 214616 208750 Rp0,2 MPa 513 501 Rm MPa 648 617 20 εmax % 19,8 19,7 σmax % 452 452 Specimen C 18 16 14 12 F, kN Materijal 10 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 CMOD, mm Slika 7.1. Diagram sila-otvaranje za Epr.-C (2. osovinski rukavac) Slika 7.2. Površina preloma epruvete Epr.-C (2. osovinski rukavac) 6 18 Specimen D 16 14 F, kN 12 10 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 CMOD, mm Slika 8.1. Diagram sila-otvaranje za Epr.-D (1. osovinski rukavac) Slika 8.2. Površina preloma epruvete Epr.-D (1. osovinski rukavac) 3.1 Analiza rezultata U skladu s standardom ASTM 1820 i BS 7448: su bili obrađeni dobiveni rezultati i izrađene J-R i CTOD-R krivulje otpornosti osnovnog materiala prema širenju pukotine. Na slici 10 je prikazana usporedba između rezultata ispitivanja na sobnoj temperaturi (RT) za sve četiri epruvete, odnosno dvije (Senb_2 i Senb_3) iz prvotnog materijala i druge dvije (C,i D) iz materijala sa promjenama. J [N/mm= kJ/m2] J -R prirast pukotine 800 700 600 500 400 300 200 100 0 D C D C Senb_02 Senb_03 0 2 4 ∆a [mm], prirast pukotine 6 Slika 10. J – R krivulja otpornosti materijala prema stabilnom širenju pukotine 7 CTOD, [mm] Vrijednosti J-integrala (odn. CTOD) u pojedinoj točci prirasta pukotine tvore tki. krivulju otpornosti materiala i prikazani su na slikama 10 i 11. Kao inžinjerska kritična vrijednost uzima se vrijednost na sijecištu paralele, kod prirasta pukotine od 0,2 mm i krivulje otpornosti materiala J 0.2,BL odn. CTOD0.2,BL. CTOD - R prirast pukotine 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 C D Senb_02 Senb_03 0 2 4 6 Δa [mm] prirast pukotine Slika 11. CTOD – R krivulja otpornosti materijala prema stabilnom širenju pukotine Maksimalna vrijednost koja se još smije po standardu ASTM 1820 uzeti u obzir je ograničena na Jmax pošto kod vrijednosti J>Jmax plastifikacija postaja tako izrazita da lomno ponašanje prestaje biti ovisno samo od materiala već zavisi i od preostalog ligamenta. Rezultati su prikazani u Tablici IV. Tablica IV. Izmjerene vrijednosti lomne žilavosti za svaku od ispitanih epruveta Osovinska rukavac Oznaka epruvete SENB_02 SENB_03 J0,2BL N/mm 43,4 8,28 CTOD0,2BL mm 0,056 0,027 C D 305 345 0,375 0,435 G24Mn6 4. ODREĐIVANJE PRIRASTA PUKOTINE I BROJA CIKLUSA Za proračun broja ciklusa do rušenja je potrebno eksperimentalno odrediti parametre zamornog rasta pukotine (npr. C i m, za Parisov-Erdoganov zakon). Postupak za određivanje brzine rasta pukotine da/dN je opisan v standardu ASTM E 647 [5]. Paris Erdogan zakon da/dN,(m/cycle), log 4 3 Series1 2 1 y = 3,080x - 1,975 R² = 0,819 0 -1 0 1 2 ΔK, (MPa (m)0.5), log Slika 12. Ovisnost prirasta pukotine Da i broja ciklusa N u log mjerilu 8 Na osnovu zapisa ∆K-da/dN u dvojnom logaritamskom mjerilu se s linearnom aproksimacijom odrede parametri C i m na slici 12, kao što su predložili Paris i Erdogan. Zamorna rast pukotine može se prema »Paris-Erdoganov zakonu« [6] zapisati u obliku: da = C × ( DK - DK th )m dN (1) Pri tom je da/dN brzina širenja pukotine, DK amplituda faktora intenziteta naprezanja pri zamaranju, C i m su konstante materijala. U ovisnosti od broja ciklusa i uvažavanjem parametara opterećenja, u dvojnom logaritamskom diagramu običajno dobijemo krivulje s sličnim/istim nagibom (parametrom m), ipak sa različitim odsjecima (parameter C) u ovisnosti od odnosa R=Kmin/Kmax. Na slici 12 su prikazani rezultati mjerenja lošijeg materijala za R=0,1, gdje su vrijednosti za m=3,08 i C=-1,975. Kritičnu dužinu pukotine ac možemo odrediti na osnovu postupka za ocjenu cjelovitosti konstrukcije (npr. FITNET, SINTAP, MOSTIS). = p σ (2) = (3) Ubaci (3) u (2) = p ∗σ ∗ (4) Pri čemu je Kmat lomna žilavost materijala isto kao i KIc, izraz f(a/W) je oblikovna funkcija, koja u primjeru konstrukcijske komponente konačnih dimenzija uvažava dužinu pukotine, geometriju komponente i način opterećenja. Integracijom jednadžbe (1), uz poznavanje početne veličine uključka, kao početna veličina pukotine ai i kritične veličine pukotine ac, te uz poznavanje ostalih parametara zamornog rasta broja dinamičkih ciklusa izračuna se po slijedećoj jednadžbi: 1 N= × C 5. ac da ò (DK - DK ai th ) m (5) ODREĐIVANJE MAKSIMALNE NOSIVOSTI KONSTRUKCIJSKOG ELEMENTA Na osnovu rezultata analize ulaznih podata, koji su kombinacija geometrije i težine pojedinih dijelova vjetroagregata, dolazi se do potrebnih sila i momenata koji su optrečenja na vjetroagregat. Njihovim korištenjem te uz pomoć MKE dolazimo do naprezanja u pojedinim dijelovima komponente vjetroagregata. Njih sa svim potrebnim faktorima pomnožimo te dobijemo rezultat naprezanja u komponenti vjetroagregata. Te vrijednosti zajedno sa odnosom R provjerimo, te ako komponenta ne zadovaljava potrebna naprezanja, dakle da su proračunska veća nego što materijal to dozvoljva kreće se u pronalaženje novog materijala ili se pak redizajnira konstrukcija. Ako pak imamo problem još i sa pukotinom tada se s problem dodatno komplicira što je detaljno objašnjeno u [2]. 9 6. ZAKLJUČAK Eksperimentalno određene vrijednosti na ljevanim ostacima materiala omogućuju neposrednu usporedbu dinamičke čvrstoće s projektnim opterećenjima, te ukazuju na primjeran odabir čelika. Iz dobivenih rezultata je moguće zaključiti, da u slučaju preopterećenja koje prelazi granično opterećenje može doći do krhkog loma prvotnog materijala osovinskog rukavaca ukoliko bi pukotina napredovala do hipotetične kritične dužine pukotine. Rezultati proračuna prema [2] ukazuju da maksimalno naprezanje u osovinskom rukavcu nastupa nekoliko zamaknuto od gornjeg vlakna s obzirom na glavni koordinatni sistem. To je posljedica kombiniranog djelovanja momenta i osnih sila uzrokovanih vjetrom. Ukoliko se uzme u razmatranje prema [2] kombinacija momenata i sila tada se maksimalna naprezanja prerazpoređuju po obodu vanjskog dijela osovinskog rukavca. Ovo ponašanje opterećenja ukazuje na prisutnost dinamičkih opterećenja u kritičnom presjeku osovinskog rukavca što može izazvati nastanak zamorne pukotine u slučaju prisutnosti greške tipa lunker promjera i manjeg od 2 mm [3]. Zbog toga smo izradili analizu zamornog rasta pukotine na epruvetama iz dve šarže istog/sličnog materiala osovinskog rukavca, kako bi se odredila zakonitost zamornog rasta pukotine i time zaokružila lomnomehanička i mehanička ispitivanja [3] i svojstva. Na osnovu dobivenih rezultata je bilo moguće izvršiti optimiranje oblika i veličine nosivog kritičnog presjeka. Kako maksimalna opterećenja i zamor materijala utječu na dimenzije komponenata, te obzirom na potrebne karakteristike materijala, karakterizacija lomno mehaničkih i mehaničkih svojstava ljevanog čelika osovinskog rukavca vjetroagregata omogućuje pouzdaniju, a time i jeftiniju komponentu. Time se povećava konkurentnost vjetroagregata čemu treba posvetiti povečanu pozornost. Kad se izvrše detaljna analiza lomnomehaničkih svojstava može se kvalitetnije zaključiti koliko je taj materijal primjeren za osovinski rukavac vjetroagregata. Usporednim određivanjem mehaničkih i lomno mehaničkih karakteristika moguće je cjelovitije određivanje i odabir materijala za izrazito dinamički opterečene konstrukcije. Pri analizi materijala kroz mehanička svojstva, pa tako i kemijska prema zahtjevima iz standarda moglo bi se zaključiti da su obje šarže istog materijala dovoljno dobre za upotrebu i ugradnju u komponentu iz koja je napravljen. Naizgled prva šarža "slabiji materijal" (Senb_02 i Senb_03) zadovoljava sve kriterije standarda, ali to ne znači da je pouzdana za odabir, za konstrukciju statički opterečenu da, dok bi to bilo riskantno za izrazito dinamički opterečenu. Za dinamički opterečenu konstrukciju potrebna je detaljnija analiza, odnosno i analiza lomnomehaničkih svojstava. U članku, je između ostalog predstavljen cijeli niz elemenata koji ukazuju na potrebu detaljne analize materijala. Promatranjem površinskog presjeka, granice loma "slabijeg materijala" nisu simetrične i nisu jasne. Površina je grublja. Dakle radi se o ljevanom čeliku, koji ima strukturu grublju od valjanog, pa se materijal tokom zamora odazove rastom zamorne pukotine što se odražava na hrapavost površine pukotine, što je vidljivo na slikama 5.2, 6.2, 7.2 i 8.2, ali takođe je vidljivo da "slabiji materijal" ima grublju strukturu, vidi slike 5.2 i 6.2. Treba napomenuti da svaka vrsta materijala ima svoju zamornu hrapavost površine. Osim toga "slabiji materijal" je problematičniji za ispitivanje jer se u toku ispitivanja morala mjenjat sila kojom se umara materijal. Maksimalna sila zamora nije bila prekoračena niti u jednom primjeru što je vidljivo na dijagramima 5.1, 6.1, 7.1 i 8.1. Rast pukotine nakon pada sile dijagram 5.1 i 6.1, nije više mjerodavna niti po kojem standardu dakle zadnja vrijednost sile je mjerodavna bez obzira kakva je rast pukotine. Kad je dobivena kritična vrijednost tad nas više ne zanima što ima iza toga. Imamo takozvanu kontinuiranu krivulju, vidi sliku 7.1 i 8.1 dok su krivulje 5.1 i 6.1 diskontinuirane. Za ostali dio presjeka možemo konstatirati da je taj dio epruvete udarao jedan o drugi odnosno da ga je zamorna sila gnječila. Takođe treba napomenuti da je odnos Rm i Rp0,2 kod prvotnog "slabijeg materijala" cca 1,9 dok je kod drugog materijala taj odnos cca 1,25, što je za 35 % manje. To ukazuje na to da je prvotni "slabiji materijal" krtiji, odnosno da treba izvršiti lomno mehanička ispitivanja. CMOD "slabijeg materijala" je manji za više od 10 puta, što je još jedan element koji ukazuje na potrebu provjere lomnomehaničkih svojstava. Naravno svi ti navedeni elementi nisu dovoljni mjerodavni za procjenu, ali su dobar pokazatelj odnosa mehaničkih i lomno mehaničkih karakteristika, ali i potrebe detaljnih ispitivanja, ako se materijal ugrađuje u izrazito dinamički opterečenu konstrukciju. Člankom se je ukazalo da je poznavanje dobivenih karakteristika materijala s obzirom na potrebne karakteristike, veoma bitno, radi pravodobnog djelovanja pri odabiru materijala za izrazito dinamički opterečenu konstrukciju. U našem primjeru, mjenjali smo kemijski sastav materijala [4]. 10 U članku je postojeći materijal za izradu osovinskog rukavca unaprijeđen te su dobivena bolja mehanička svojstva. Na slikama 10 i 11, te u tablici IV navedene su vrijednosti lomne žilavosti za oba materijala. Prema normi ASTM 1820 je kroz izmjerene točke između pravaca kod prirasta pukotine 0,15 mm i 1,5 mm potrebno povući regresijsku krivulju. To nije moguće jer vrijednosti za prvotni materijal (SENB_02 i SENB_03) se ne mogu okarakterizirati kao lomna žilavost, jer nema dovoljno izmjerenih točaka. Mjerenja na epruvetama SENB_02 i SENB_03 ne zadovoljavaju opisane kriterije. Navode se u članku, ali su kao takvi neupotrebljivi. Zbog velikih problema pri ispitivanju istih, rezultati su dani takvi kako su dobiveni. 7. LITERATURA [1] N. Gubeljak, M. Cvetić, J. Predan, Određivanje radnog vijeka s obzirom na granična opterečenja koja dopušta materijal, 3.(9.) savjetovanje HRO CIRED; Sveti Martin na Muri, 13-16. svibnja 2011 [2] N. Gubeljak, J. Predan, Procijena granične nosivosti osovinskog rukavca s radijalnom pukotinom; EXPERTIZA, Maribor, maj 2007 [3] Izvještaj br. 256/06, Rezultati ispitivanja uzorka čeličnog lijeva, Metalurški institut Zenica, Mehanički laboratorij, Zenica 08.11.2006 [4] Uvjerenje o kvaliteti br.:85/06; Željezara Ilijaš; Ilijaš 17.11.2006 [5] ASTM E 647 Standar Tset Method for Measurement of Fatigue Crack Growth Rates [6] Paris, P. and Erdogan, F., (1963), Critical Analysid of Crack Propagation Laws, Journal Basic Engineering, p.p. 528-534 11
© Copyright 2024 Paperzz