Estimering av utmattingslevetid for naglede dobbeltvinklede langbærer-tverrbærer forbindelser i jernbanebruer - Hot spot metode
Master thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/2351447Utgivelsesdato
2015Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Et stadig økende antall stålbruer nærmer seg dimensjonert levetid, både i Norge, Europa og i Nord-Amerika. Det store antallet togpasseringer gjennom levetiden, med stadig økende aksellaster, øker risikoen for utmattingsskader. Spesielt utsatt for utmatting er forbindelsen mellom langbærer og tverrbærer. I all hovedsak er dette som følge av utilsiktet rotasjonsstivhet, som medfører at forbindelsen blir utsatt for deformasjoner og krefter den opprinnelig ikke var designet for.Hovedformålet med denne oppgaven har vært å vurdere hvorvidt hot spot analyse ved bruk av ulike hot spot metoder kunne anvendes på en naglet dobbeltvinklet langbærer-tverrbærer forbindelse. Dette ble gjort ved å etablere en numerisk modell i Abaqus basert på tegningsgrunnlaget fra Vindelälven jernbanebru i Sverige. Videre ble rotasjonsstivhet, deformasjon og spenningsfordeling til forbindelsen vurdert mot målinger fra en fullskalatest. Av resultatene presentert i denne oppgaven var det tydelig at spenningskonsentrasjonene i knutepunktet var svært sensitive for selv små endringer i lokal geometri og randbetingelser. Samtidig hadde også egenskapene til de tilstøtende komponentene stor effekt på spenningskonsentrasjonene i knutepunktet.Oppgaven vurderer anvendelsen av ulike hot spot metoder for estimering av spenninger i de kritiske hot spot områdene i forbindelsen. De kritiske områdene var overgangen mellom naglehodet og nagleskaft, samt hjørneavrundingen i festevinklene. Resultatene viste at flere av metodene for å estimere hot spot spenningen kan benyttes på de kritiske områdene. Samtidig viser resultatene noe spredning, slik at videre kalibrering av metoden er nødvendig for å kunne benytte denne tilnærmingen på naglede konstruksjoner. I tillegg vil valg av tilhørende SN-kurver og bruddkriterium være avgjørende for vurdering av levetid i slike forbindelser.