Главная


Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 12 ... 36 ... 60 ... 84 ... 108 ... 132 ... 156 ... 180 ... 204 ... 228 ... 252 ... 276 ... 300 ... 324 ... 348 ... 372 ... 396 ... 420 ... 444 ... 468 ... 492 ... 516 ... 540 ... 564 ... 578
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


скачать книгу Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности




Члены: В.В. Бойцов, И.А. Глебов, А.П. Гусенков (зам. председателя), Ф.М. Диментберг, Ю.Н. Дроздов, И.Н. Жесткова, К.С. Колесников (зам. председателя), Г.В. Крейнин, И.П. Ксеневич, Г.В. Новожилов, И.Ф. Образцов, Г.С. Писаренко, Г.П. Свищев, А.А. Туполев, М.К. Усков, Е.И. Шемякин
...
В49 Сварные конструкции. Механика разрушения и крите­рии работоспособности / В.А. Винокуров, С.А. Куркин, Г.А. Николаев; Под ред. Б.Е. Патона — М.: Машинострое­ние. 1996. — 576 с: ил. ISBN 5-217-02776-2
...
Наряду с анализом существующих и традиционно используемых приемов испытаний и расчетов сварных соединений и конструкций систематизированно изложены современные подходы к постановке расчета сварных соединений с учетом наличия в них несплошностей на основе использования ЭВМ и метода конечных элементов, а также идей линейной и нелинейной механики разрушения, в том числе примени тельно к случаю страгивания и роста несквозной трещины по толщине элемента
...
Для научных работников, расчетчиков, технологов, проектировщиков и испытателей, работающих в отраслях тяжелого и транспортного маши ностроения, тепловой и атомной энергетики, космонавтики, сельскохо зяйственного машиностроения, судостроения, трубопроводного транспо рта, строительства
...
Наряду с анализом существующих и традиционно используемых приемов испытаний и расчетов сварных соединений и конструкций систематизированно изложены современные подходы к постановке расчета сварных соединений с учетом наличия в них несплошностей на основе использования ЭВМ и метода конечных элементов, а также идей линейной и нелинейной механики разрушения, в том числе примени тельно к случаю страгивания и роста несквозной трещины по толщине элемента
...
Монография представляет собой систематизированное обобщение исследований в области прочности сварных соединений и конструк­ций, проведенных на кафедре сварки МГТУ им. Н.Э. Баумана. Авто­ры внесли наибольший вклад в создание и развитие хорошо извест­ной в стране и за рубежом научной школы прочнистов-сварщиков.
...
С 1947 по 1989 гг. научную школу сварщиков и кафедру "Машины и автоматизация сварочных процессов" возглавлял крупный ученый в области сварки Герой Социалистического Труда, заслуженный дея­тель науки и техники РСФСР, академик Г.А. Николаев. Создание теории прочности сварных конструкций явилось результатом содру­жества Г.А. Николаева, Н.С. Стрелецкого и Е.О. Патона. Впоследст­вии работы Г.А. Николаева по исследованию прочности сварных соединений и конструкций стали теоретической и инженерной осно­вой применения сварки в производстве. По его проектам были изго­товлены первые сварные железнодорожные мосты, разработаны тех­нологические процессы сварки.
...
Благодаря трудам специалистов-прочнистов на возглавляемой Г.А. Николаевым кафедре была разработана теория сварочных де­формаций и напряжений, базирующаяся на новейших достижениях изотермической теории пластичности, методе конечных элементов и широком использовании ЭВМ. Большой вклад в постановку и разви­тие этих работ внес проф., д-р техн. наук В.А. Винокуров.
...
Работы по прочности при низких температурах, конструкционной прочности тонкостенных сосудов давления, по анализу развития раз­рушения оболочковых конструкций д-ра техн. наук СА. Куркина явились основополагающими по соответствующим разделам теории прочности сварных конструкций.
...
Научное редактирование и окончательная подготовка рукописи к печати проделана С.А. Куркиным, большая помощь в подготовке рукописи оказана А.С. Куркиным. По просьбе основных авторов глава 13
...
Разработка научных основ проектирования конструкций проводи­лась в ИЭС им. Патона, МВТУ им. Баумана, ЦНИИТМАШе, ЦНИИСКе и др. Рационализация проектирования и типизация изделий проводилась ЦНИИпгюектстальконструкцией им. Н.П.Мельникова и рядом других организаций.
...
Блестящими примерами на заре применения сварки было создание сварных мостов под автодорожное движение в Ленинграде (мост имени лейтенанта Шмидта) во второй половине 30-х годов и в Киеве (мост имени Е. О. Патона) во второй половине 40-х годов.
...
Применение сварки в мостостроении сыграло выдающуюся роль в развитии сварочной техники в металлоконструкциях всех видов. Сварной железнодорожный мост являлся своего рода флагманом, иллюстрирующим безопасность и надежность работы сварных соединений в наиболее трудных эксплуатационных условиях.
...
Разрушения конструкций крайне многоообразны и далеко не всегда своим источником имеют нарушение прочности сварных соединений.
...
Значительная группа конструкций потерпела аварию вследствие отступлений при изготовлении относительно проекта. Например, разру­шения имели место вследствие неучета состояния оснований под опоры конструкций. Это приводило к неравномерной осадке фундаментов, вызывавшей перегрузку отдельных частей сооружений, иногда меняв­шую статическую схему сооружения.
...
В 30-х годах ряд сварных мостов с решетчатыми фермами был сооружен в Бельгии через канал Альберта. В некоторых из них появи­лись трещины, а один пролет 74,5 м внезапно обрушился при отсутствии на нем полезной нагрузки. В качестве причин разрушения были признаны: применение хрупкой томасовской стали, значительные по величине остаточные напряжения. После этого подобных катастроф в мостостроении не было, но трещины образовывались нередко.
...
Разрушения имели место э крупных сварных судах типа "Либерти", Построенных в большом количестве в США во время войны в начале 40-х
...
Разрушения сварных соединений при низких температурах почти при полном отсутствии внешних нагружений явления редкие, но все же
...
Проблема обеспечения надежности сварных констукция
...
Так, на стадии проектирования выбранный тип соединения предопределяет появление конструктивных концентраторов напряже­ний, а назначение метода и приемов сварки — появление характерных технологических дефектов, вероятность обнаружения и исправления которых в процессе изготовления будет определяться уровнем культуры производства. Естественно, эти концентраторы напряжений, как конст­руктивного, так и технологического характера, в условиях эксплуатации сварной конструкции становятся потенциальными источниками разрушений.
...
Из вышесказанного следует, что обеспечение надежности машин и конструкций, понимая под этим вероятность безотказной работы в эксплуатации до наступления предельного состояния разрушения, является особенно острой проблемой при наличии сварных соединений.
...
Решение этой весьма сложной задачи применительно к сварной конструкции конкретного типа требует как освоения опыта проектиро­вания, изготовления и эксплуатации данного вида конструкций, так и учета достижений науки в области теплофизики, металлургии, металло­ведения, прочности, теории упругости и пластичности, механики разрушения, автоматики и электроники.
...
Прежде всего это технологические несплошности (дефекты), которые могут возникать в процессе производства сварных конструкций.
...
Наличие несгоюшностей, а также конструктивных концентраторов напряжений, связанных с резкими переходами от основного металла к металлу шва или от одного элемента к другому, может способствовать снижению надежности сварного соединения. Их отрицательное влияние иногда проявляется даже в случае статического приложения нагрузок при неблагоприятном сочетании с собственными напряжениями при действии низких температур или агрессивных сред. Наиболее сильное влияние наличия несплошностей имеет место при работе конструкции под усталостной нагрузкой. В этом случае даже небольшой дефект или концентратор может стать источником зарождения трещины.
...
Ни один из существующих способов сварки не обеспечивает гарантированного бездефектного сварного соединения без последующего исправления. Это объясняется тем, что на качество сварных соединений оказывают влияние многие факторы не только металлургического, но и технологического, а также организационного характера, задача регули­рования и поддержания которых в необходимых пределах полностью не решена.
...
Рациональное и квалифицированное использование существующих методов контроля обычно дает достаточно объективную информацию о состоянии контролируемых сварных соединений. Сопоставление
...
данных контроля качества конкретного изделия с данными нормативных документов отрасли позволяет решать вопросы приемки этого изделия или исправления тех дефектов,параметры которых выходят за пределы допустимости.
...
Ограниченность такого подхода заключается в отсутствии непосредственных связей между данными нормативно-технологических документов и процессами разрушения в случае наличия тех или иных дефектов. Поэтому надежность приходится обеспечивать косвенно, путем регламентации уровня качества технологического процесса, а не уровня работоспособности сварной конструкции в эксплуатации.
...
Соблюдение требований нормативно-технологических документов необходимо как средство поддержания дисциплины производства, ограничивающее допуск к эксплуатации изделий по уровню дефект­ности. Однако этот уровень дефектности условен. Если обнаруженный при приемочном контроле или в процессе эксплуатации дефект несколько выходит за пределы норм, то нередко возникает сомнение, Насколько обоснована браковка изделия, когда исправление дефекта Оказывается трудно осуществимо или невозможно. Решение о допуске К эксплуатации без исправления дефекта может быть принято, только если выполнен контрольный расчет, показывающий, что в процессе эксплуатации изделия зарождение трещины от дефекта и последующий рост этой трещины еще не приведут к наступлению предельного состояния разрушения в пределах заданного ресурса. До настоящего времени такие подходы в расчетах еще не получили достаточно система­тизированного изложения даже применительно к однородному металлу, Не говоря об учете возможной неоднородности механических свойств сварных соединений. Изложению подобных вопросов применительно % оценке работоспособности сварных соединений и конструкций, Посвящен ряд последующих глав настоящей монографии.
...
Проблема обеспечения надежности сварных коистукция
...
Различают требования технологические, регламентирующие уровень качества технологического процесса на стадии изготовления конструкции, и требования эксплуатационные, которые имеют целью обеспечение работоспособности конструкции.
...
В определенной мере технологический характер имеет требование равнопрочности сварного соединения основному металлу. Оно включает в себя не только требование не уступать основному металлу по проч­ности. В широком смысле этого понятия речь идет о полной равноцен­ности сварного соединения и основного металла. Требование равно­прочности может служить своеобразной целью или эталоном качества технологического процесса, даже если в этом нет особой необходи­мости, являться стимулом к разработке новых методов сварки, свароч­ных материалов, технологий и сварочного оборудования. Под влиянием этого требования проводятся различные мероприятия, направленные на устранение недостатков, свойственных сварочному процессу, -например применение термической обработки для снижения остаточ­ных напряжений или устранения механической неоднородности.
...
Для некоторых металлов с особыми свойствами, главным образом для высокопрочныхдребование равнопрочности обеспечить не удается.
...
Ко многим сварным конструкциям предъявляются требования в отношении термической обработки после сварки. Они в той или иной мере связаны с повышением прочности, пластичности и вязкости металла, точности изготовления, обрабатываемости, предотвращения образования дефектов и т.д. Применение термической обработки для сварных конструкций, ее режимы и эффекты, достигаемые ею, состав­ляют крупную проблему, рассмотрение которой далеко выходит за пределы настоящей монографии. Перечислим лишь основные случаи применения термической обработки в плане достижения конкретных результатов.
...
1. Снижение уровня остаточных сварочных напряжений путем отпуска сварных конструкций [25]. Для сталей низкой и средней проч­ности одновременно устраняются последствия наклепа, вызванного пластической деформацией, значительно восстанавливается пластич­ность металла, утраченная в результате деформационного старения. Для
...
ряда других сталей отпуск полезен главным образом как средство для уменьшения твердости закаленных участков и повышения вязкости металла.
...
Ко многим сварным конструкциям предъявляют различные требования точности. Одна из групп этих требований относится к конструкциям, которые после сварки, не могут быть выправлены или обработаны механически, например при изготовлении сварных деталей крупногабаритных машин и механизмов, удовлетворительная работа которых существенно зависит от точности исполнительных размеров. Предотвращение отклонений от этих размеров требует не только точной сборки, но и ограничения деформаций и перемещений от сварки. Другую группу составляют требования, предъявляемые к сварным конструкциям, идущим на механическую обработку. Отклонения от заданных размеров в этом случае не должны превышать припуски на механическую обработку.
...
Определенную группу составляют требования точности в отноше­нии формы поверхностей для вагонов, автомобилей, корпусов судов, предметов бытовой техники и др.
...
Характерными для сварных соединений являются требования по сплошности металла шва. Эти требования встречаются практически почти во всех технических условиях на сварные конструкции, поскольку непровары, несплавления, поры и другие несплошности являются следствием нарушения сварочного процесса. Анализ этих требований •показывает, что они имеют как эксплуатационное, так и техноло­гическое происхождение.
...
Требования контроля качества сварных соединений неразру-шающими методами, как по объему контроля, так и по выявляемое™ различных дефектов, в первую очередь связаны с требованиями по сплошности металла. Существуют также требования, определяющие правила контроля, испытания и приемки различных сварных конст­рукций.
...
Значительную часть перечисленных выше требований в конкрет­ных формулировках содержат нормативные документы, методические указания, технические условия, ОСТы, ГОСТы.
...
Обеспечение минимальной массы изделия или детали также может оказаться весьма важным требованием. Оно не является чем-то специфическим именно для сварных конструкций, но реализация этого требования в сварных деталях и конструкциях имеет некоторые особенности.
...
Один из основных путей получения минимальной массы — это использование материалов с высокой удельной прочностью. Следует подчеркнуть, что существует общая закономерность, состоящая в том, что чем выше удельная прочность металла, тем сложнее обеспечить условия сварки и термической обработки, позволяющие полностью использовать преимущества высокой удельной прочности.
...
Подход к выбору металла с позиций обеспечения минимальной массы сварной конструкции оказывается различным для разных групп изделий. К первой группе, для которой требование минимальной массы является безусловно необходимым, поскольку оно определяет саму возможность создания прогрессивной конструкции, могут быть отнесе­ны различные детали и конструкции летательных аппаратов — ракет, самолетов, вертолетов. Вторая группа более многочисленна. В нее входят транспортные конструкции — суда, вагоны, автомобили, грузоподъемные, строительные и добывающие машины — краны, экскаваторы, тракторы, а также военная техника, для которых снижение массы связано с повышением эксплуатационных показателей изделия. В третью группу могут быть отнесены все остальные изделия, для них масса металла определяет стоимость производства и незначительно влияет на эксплуатационные характеристики.
...
При выборе металла, удовлетворяющего требованиям минимальной массы, необходимо избегать противоречий с другими требованиями. Так, например, ограничением в некоторых случаях оказывается низкий модуль упругости металла, определяющий жесткость и устойчивость элемента конструкции, а также невысокая жаропрочность или коррози­онная стойкость металла в определенных средах.
...
Наивысший результат в снижении массы сварной конструкции или детали достигается в тех случаях, когда обеспечивается равнопрочность сварного соединения и присоединяемого элемента из основного металла. В наибольшей мере этому отвечают стыковые сварные
...




Основы металлографии и пластической деформации стали
Оборудование для контактной сварки постоянным током
Справочник конструктора металлических конструкций
Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности
Сварка пластмасс ультразвуком
Основы сварочного дела
Газовая сварка и резка металлов