Konstrukcija broda 2
28 Zamorna
č
vrsto
ć
a brodskih konstrukcija
1
Č
VRSTO
Ć
A NA ZAMOR BRODSKIH KONSTRUKCIJA (e:fatigue stength)
Strukturni dijelovi i njihove veze kod kojih su mogu
ć
e pukotine uslijed zamora (e:fatigue fracture), trebaju se provjeriti na
pogonsku
č
vrsto
ć
u (e:working stress) zbog mogu
ć
ih ošte
ć
enja kao posljedice zamora uslijed promjena optere
ć
enja i visoke
u
č
estalosti i niske u
č
estalosti. Promjenljiva naprezanja u
č
eliku i drugim materijalima izazivaju mikroskopske pukotine
(e:cracks) koje se vremenom pove
ć
avaju sve dok no do
đ
e do ošte
ć
enja. Ošte
ć
enja uslijed zamora su naj
č
eš
ć
e lokalna i
pojavljuju se kod raznih detalja, slobodnih krajeva limova, veznih struktura, pri
č
vrš
ć
enja i zavarenih spojeva.
Uobi
č
ajena mjesta zamora konstrukcije - spojevi i vezne strukture
Uobi
č
ajena mjesta zamora konstrukcije –kutevi, otvori i prolazi
Projektanti konstrukcije se usredoto
č
uju na kriti
č
na podru
č
ja prepoznatljiva po mogu
ć
im koncentracijama naprezanja i u
njima na kriti
č
na mjesta gdje se prema iskustvu mogu o
č
ekivati zamorne pukotine.
Primjeri kriti
č
nih mjesta poboljšanih detalja i odgovaraju
ć
e nazivlje
Zamorne pukotine obi
č
no zapo
č
inju naj
č
eš
ć
e na mjestima po
č
etnih mikro-zareza gdje su visoke koncentracije naprezanja i
to naj
č
eš
ć
e pod vla
č
nim optere
ć
enjima, šire se uslijed ponavljanja optere
ć
enja sve dok se akumulirani zamor ne o
č
ituje u
ošte
ć
enju. Na pojavu zamora utje
č
u najprije promjenljiva otere
ć
enja ali i svojstva detalja, kakvo
ć
a projekta, izrade i nadzora
detalja te hr
đ
anje i starenje.
Konstrukcija broda 2
28 Zamorna
č
vrsto
ć
a brodskih konstrukcija
2
Primjeri kriti
č
nih podru
č
ja i kriti
č
nih mjesta kod tankera i kod brodova za rasute terete
Na pojave zamora ne utje
č
u toliko iznosi naprezanja koliko utje
č
u duljina izloženosti i raspon promjenljivih optere
ć
enja,
odnosno razlika najve
ć
eg i najmanjeg naprezanja.
Definicija promjenjivih naprezanja Dinami
č
ka izdržljivost pokusima S-N krivulje (W
ő
hlerove krivulje)
+
σ
amplitude naprezanja
Broj ciklusa do loma
log 1
log N
Amplituda naprezanja do loma
log
∆σ
max
log N
D
log
∆σ
σ
max
∆σ
σ
m
Vrijeme
σ
min
-
σ
Kod brodskih konstrukcija do zamora dolazi zbog:
•
djelovanja valova, osobito uslijed momenata savijanja na valovima. Za vijek korištenja broda od 20 godina, ra
č
una se
da je broj ciklusa 100 000 000,
•
promjena stanja krcanja (balast, pun brod i drugo),
•
djelovanja
mehani
č
kih izvora, kao stroj ili vijak.
Sprje
č
avanje ošte
ć
enja uslijed zamora je obi
č
no problem na lokalnoj razini brodske strukture. Lomovi uslijed zamora se
sprje
č
avaju smanjenjem amplituda naprezanja, odnosno pove
ć
anjem dimenzija ili promjenom geometrije strukturnog
detalja radi smanjenja koncentracije naprezanja. Naprezanja uslijed momenata savijanja na valovima su proporcionalna
momentu otpora brodskog trupa i malo ovise o lokalnim elementima strukture. Pojava zamora kod optere
ć
enja visoke
u
č
estalosti se u
č
inkovito može sprije
č
iti držanjem naprezanja ispod granice zamora. Tipi
č
ni zavareni spojevi brodskih
konstrukcija imaju granicu zamora ispod 50
N/mm2
. Važno je ve
ć
u projektu strukture osigurati dovoljno mala naprezanja a
da ne bi došlo do zamora u bilo kojem dijelu strukture.
Za promjenljiva naprezanja stalne amplitude
∆σ
, pokusima se utvr
đ
uje broj ciklusa do loma
N
(vijek trajanja detalja) za
svaki vrstu detalja brodske konstrukcije kod kojeg se može pojaviti zamor. Rezultati pokusa se obi
č
no prikazuju u S-N
dijagramima koje se zovu i W
ő
hlerove krivulje op
ć
enito u logaritamskom mjerilu kao
(
)
m
N C
σ
∆
⋅ =
, gdje su
m
i
C
konstante kojima se odre
đ
uje nagib i pomak krivulje.
