Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности

Рис. 10.1.4. Схема изменения распределения напряжении при переходе от трещины к концентратору с радиусом р
...
удаления от исходного концентратора. В другой работе [175] на образцах размером 75x300x5 мм был исследован процесс зарождения и развития трещины от центрального сквозного надреза длиной 21
...
Рис. 10.1.5. Схема закономерности роста трещины от концентратора с конечным радиусом закругления р
...
роста трещины к моменту ее продвижения на 0,1 мм от кромки исходного концентратора. Влияние конфигурации этого концентратора проявляется в том, что точка А
...
Рис 10.1.6. Схема возникновения и развития усталостного разрушения от концентраторов напряжений, отличных от трещины:
...
Для сравнительной оценки опасности зарождения усталостной трещины можно использовать сопоставление значений теоретического коэффициента концентрации напряжений. Так, в стыковых соединениях сопоставление значений <хо на поверхности у линии перехода от шва к основному металлу, а также в зонах подреза, поры или включения, позволяет судить о наиболее вероятном месте возникновения усталостной трещины [176].
...
При более резких трещиноподобных концентраторах (непровары, несплавления, окисные пленки) уже при первых нагружениях возникающие в вершине концентратора пластические деформации приводят к изменению его формы, и действительное значение коэффициента концентрации напряжений Ко
...
Зарождение трещин и закономерности их роста
...
где он — среднее напряжение в сечении элемента. При разгрузке в зоне концентрации напряжений создаются остаточные напряжения сжатия, В
...
В соответствии со схемой, приведенной ранее на рис. 10.1.5, для объемных дефектов, отличных от трещины, процесс разрушения идет как бы в три стадии. На первой стадии (7V, циклов нагружения) трещины еще нет. На второй стадии (Л^ циклов) трещина уже развивается, но распределение напряжений перед ее вершиной еще зависит от близости исходного дефекта. На третьей стадии (N^
...
Было сделано предположение [140], что продолжительность первых двух стадий разрушения по числу нагружении Nt + N2
...
Зарождение трещин и закономерности их роста
...
Рис.МУ.1.4. Влияние частоты расположения несквозных сверлении х = я / Л
...
Зарождение трещин и закономерности их роста
...
В случае поверхностной трещины получение зависимости, аналогичной (10.2.8), требует учета влияния свободных поверхностей. Применительно к этому случаю автор [221J для трещины в элементе толщиной b
...
В приповерхностных слоях элемента трещина растет в условиях плосконапряженного состояния, тогда как в срединных слоях — в условиях плоской деформации. Поэтому по мере приближения фронта поверхностной трещины к противоположной поверхности элемента большая ось может оказаться не на лицевой поверхности (рис. 10.2.8). В работе [370] указывается, что такое "искажение" линий фронта поверхностных трещин увеличивается с возрастанием уровня нагружения, определяемого параметром К{ /
...
Зарождение третий и закономерности их роста
...
Рост эллиптической трещины сопровождается изменением одновременно двух параметров / и с, определяющих максимальное значение коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины. Это обстоятельство усложняет процесс непосредственного интегрирования
...
сквозной трещиной с целью определения числа циклов нагружения, необходимого для роста глубины поверхностной трещины от tQ
...
Рис 10.2.9. Схема обработки результатов малоцнкловых испытаний с использованием обобщенного размера поверхностной трещины
...
схематически показано на рис. 10.2.9. Последующая статистическая обработка результатов испытаний ряда образцов обеспечивает определение коэффициентов Сии
...
Зарождение трещин и закономерности их роста
...
При расчетной оценке роста усталостной трещины амплитуду нагрузки нередко принимают постоянной. Однако эксплуатационные воздействия на элементы конструкций имеют, как правило, случайный характер. Поэтому при расчетах на выносливость процесс нагружения обычно схематизируют и заменяют блочным.
...
При этом порядок чередования ступеней в смежных блоках принимают произвольным, а при подсчете ресурса элемента с трещиной используют гипотезу линейного накопления усталостных повреждений. Вместе с тем известно, что изменения амплитуды нагрузки с высокого на более низкий уровень вызывают эффект замедления роста трещины, зависящий от размера пластической зоны перед вершиной трещины, возникшей при перегрузке. Отсюда следует, что расчет действительной кинетики роста усталостной трещины требует учета не только режима нагружения, но и упругопластических свойств материала и толщины элемента.
...
Подобное исследование фактических закономерностей развития усталостных трещин было выполнено в работе [99]. Влияние переменной амплитуды нагрузки экспериментально исследовали на образцах из сталей е>02 = 250...450 МПа толщиной 1...50 мм со сквозной и поверхностной трещиной. Протяженность пластической зоны вдоль фронта поверхностной трещины (в толще пластины) измеряли методом микротвердости на шлифах, вырезанных перпендикулярно плоскости трещины. Анализ полученных экспериментальных данных в зависимости от режима перегрузки, упругопластических свойств материала и толщины элемента позволил установить изменение фактического напряженного состояния перед вершиной трещины по мере ее продвижения через зону остаточных сжимающих напряжений, вызванных перегрузкой.
...
В результате этого анализа были получены выражения для подсчета эффективных значений КИН (К^) в зоне влияния перегрузок, эффективных значений коэффициента асимметрии цикла и числа циклов замедленного роста трещины Было также показано, что поцикловое
...
Зарождение трещин н закономерности их роста
...
линейное суммирование приращений трещины без учета взаимодействия амплитуд нагрузки разного уровня приводит к значительному занижению расчетного ресурса. В этой же работе [99] предложена более совершенная методика расчета, оперирующая статистическими характеристиками случайного процесса, позволяющая в рамках используемой схематизации процесса воспроизводить всю историю нагружения вплоть до достижения трещиной предельного размера.
...
При циклическом нагружении концентраторы напряжений могут стать инициаторами возникновения трещин. В этом случае их взаимное расположение и ориентация относительно осей главных напряжений способны в значительных пределах изменить долговечность конструкции.
...
Лукьянов В.Ф. выделяет три характерных типа расположения инициаторов разрушения: точечный, линейный и плоскостной [158]. К первому типу относят дефекты и концентраторы малой протяженности, расположенные так, что их взаимное влияние на процесс разрушения исключено. Линейные инициаторы — это дефекты или концентраторы, ориентированные вдоль линии. Взаимное влияние соседних очагов разрушения способствует возникновению трещин на различных участках линии инициатора, их подрастанию и слиянию, с образованием протяженной магистральной трещины. К плоскостным инициаторам относят скопления дефектов, расположенных в плоскости, нормальной к направлению главного напряжения (рис. 10.3.1). Переход к ускоренному росту наступает для плоскостного и линейного инициаторов раньше и идет интенсивнее, чем для точечного [158].
...
Закономерности взаимодействия трещин исследованы главным-образом применительно к случаю линейного расположения инициаторов разрушения. Так, в работе [236] при растяжении плоских образцов с коллинеарными сквозными трещинами НДС вблизи вершин трещин определяли экспериментально с помощью цепочек фольговых тензо-резисторов с базой 0,5 мм, а также путем численного анализа (МКЭ). При "упругом" уровне нагружения изменения коэффициентов интенсивности напряжений (КИН) у вершин двух сближающихся трещин одинаковой длины представлены на рисЛО.3.2,6".
...
Закономерности образования магистральной трещины
...
Протяженные длиной в сотни миллиметров поверхностные трещины вдоль зоны перехода от шва к основному металлу были обнаружены во многих сварных оболочковых конструкциях в процессе эксплуатации.
...
Процесс разрушения сварного соединения от линейного (или плоскостного) инициатора определяется многообразием действия ряда факторов, имеющих случайный характер. Для прогнозирования этого
...
Закономерности образования магистральной трещины
...
Рнс. 10.3.4. Поверхность излома образца с метками фронта растущих трещин, демонстрирующая этапы процесса объединения соседних поверхностных третий, расположенных вдоль одной лннин 1152]
...
процесса В.Ф.Лукьяновым и В.В.Напрасниковым [158, 162, 154, 159] использован метод имитационного моделирования, заключающийся в исследовании поведения реального объекта с помощью ЭВМ, исходя из анализа функционирования математической модели. На рис. 10.3.5 показана структурная схема организации программного комплекса. Ядро комплекса составляют управляющая программа 8
...
С помощью банка теоретических зависимостей управляющая программа формирует математическую модель. Эффективную работу этой модели обеспечивает наличие информационного банка 9—11,
...
ный характер топографии очагов разрушения и траектории роста трещин. При этом используется искусственная дискретизация непрерывного процесса разрушения во времени. Это позволяет регистрировать моменты появления отдельных трещин на различных участках шва, учитывать траекторию роста и кинетику объединения трещин и возможность изменения на определенном этапе мехднизма разрушения, определяющего наступление предельного состояния.
...
Возможности метода имитационного моделирования можно показать на примере анализа кинетики разрушения сварных штуцерных соединений оболочковых конструкций, работающих в условиях малоциклового нагружения при двухосном поле растягивающих напряжений. Экспериментальной основой для создания банка исходной статистической информации послужили результаты испытаний крупногабаритных образцов со сварными штуцерными соединениями [155, 157].
...
В отличие от соединений с прямолинейными швами, в штуцерных соединениях поверхностные трещины, повторяя контуры границы шва, приобретают дугообразную форму, причем угол охвата штуцерного соединения трещиной зависит от соотношения компонентов главных напряжений <з
...
Современный уровень технологии производства сварных конструкций не позволяет избежать появления дефектов. Их выявление и исправление осуществляют в соответствии с рекомендациями отраслевых нормативно-технологических документов, устанавливающих характер и размеры дефектов, подлежащих исправлению.
...

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

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности