Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности

Листать книгу

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

скачать книгу Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности

Суммарное число циклов нагружении на возникновение и подрастание трещины размером Д/ составит N0
...
528 Методы расчета прочности, долговечности и работоспособности
...
Исходными данными для контрольного расчета служат сведения о несплогнностях, обнаруженных методами неразрушающего контроля, результаты экспериментального определения механических свойств и характеристик трещиностойкости металла в зонах расположения дефектов, а также условия эксплуатации и заданный ресурс рассматриваемой оболочковой конструкции.
...
При постановке расчета с позиций механики разрушения необходимо, во-первых, схематизировать данные о размерах и расположении выявленных несплошностей с учетом специфики развития в них трещин, а во-вторых, установить те значения параметров трещиностойкости, которые корректно характеризуют процесс страгивания и роста несквозной трещины в направлении толщины стенки.
...
Влияние формы трещины на значение К, в наиболее опасной точке ее фронта учтем, используя обобщенный размер трещины W,
...
В работе [134] контрольный расчет по условию (14.4.9) нами был представлен в виде номограммы. Исходными данными для ее построения являются параметры, характеризующие статическую (KIQ = К1с) и циклическую трещиностойкость металла в зоне расположения обнаруженного дефекта, а также ресурс работы оболочковой конструкции (N
...
Как было показано в гл.7 (см. табл.7.5.2), нестабильность поверхностной трещины имеет место тогда, когда к моменту страгивания пластическое удлинение волокна в зоне ее вершины 8д
...
Методы расчета прочности, долговечности н работоспособности
...
Приближение вершины поверхностной трещины к противоположной поверхности стенки оболочки может привести к наступлению пластической неустойчивости оставшейся перемычки и ее разрыву. Анализ условий такого типа разгерметизации, выполненный авторами работы [134], позволяет в первом приближении принять, что разгерметизация не произойдет, пока
...
Контрольные расчеты неразрушимости сварных соединений
...
При использовании рассмотренного подхода к расчету стенки оболочки следует иметь в виду, что данные многочисленных публикаций о значениях коэффициентов уравнения Париса, как правило, получены при испытаниях образцов небольшой толщины со сквозной или краевой трещиной. В этом случае НДС в зоне вершины растущей усталостной трещины может существенно отличаться от НДС у вершины поверхностной трещины, растущей в направлении толщины. Поэтому применительно к расчетам оболочковых конструкций целесообразно значения коэффициентов уравнения Париса определять при циклических испытаниях образцов с поверхностной трещиной, как было изложено в гл.10. В табл. 10.2.1 приведены результаты таких испытаний для различных зон стыковых соединений некоторых материалов, сваренных под флюсом или электронным лучом. По данным этой таблицы в
...
Рис. 14.4.6. Результаты контрачьиого расчета при оценке работоспособности стенки оболочки с
...
532 Методы расчета прочности, долговечности и работоспособности
...
Моделирование условий наступления предельного состояния разрушения
...
ванием процесса сварки. Это неоднородность механических свойств, наличие остаточных напряжений и возможное присутствие несплош-ностей как технологического, так и эксплуатационного происхождения.
...
Схема постановки такого расчета представлена на рис. 14.5.1. При реализации этой схемы высокие требования должны предъявляться к подготовке исходных данных (поз. 2).
...
534 Методы расчет» прочности, долговечности и работоспособности
...
рования процесса совместного деформирования различных зон сварного соединения необходимо иметь деформационные характеристики а
...
Установление момента, когда процесс деформирования в той или иной зоне сварного соединения прерывается образованием макротрещины, требует наличия зависимостей предельной пластичности е( от жесткости напряженного состояния j
...
Подготовка исходных данных для учета наличия несплошностей при проектировании существенно сложнее, чем в случае постановки контрольного расчета конкретного изделия, для которого все необходимые данные можно получить, используя методы НРК. При проектировании возможные размеры и расположение несплошностей, а также вероятные отклонения геометрических форм сварных соединений приходится задавать, исходя из тех предельных значений, которые считаются допустимыми в изделиях данного типа согласно действующим технологическим нормам (поз. б).
...
Уровень и распределение остаточных напряжений целесообразно определять расчетным путем, исходя из параметров проектируемой технологии сварки, геометрии сварного узла, механических свойств металла и послесварочной обработки, если она предусматривается проектом (поз. 7).
...
Перечисленные выше исходные данные позволяют осуществить моделирование НДС проектируемого узла в процессе его деформирования по мере увеличения нагрузки (поз. 8,
...
Моделирование условий наступления предельного состояния разрушения
...
536 Методы расчет» прочности, долговечности и работоспособности
...
Результаты, представленные в табл. 14.6.2, показывают, что расчет по варианту I предсказывает большее подрастание трещины, чем по варианту И. Однако оба варианта позволяют считать, что за 40-летний период эксплуатации существенного изменения исходных размеров трещин за счет коррозионной усталости произойти не должно. Очевидно, это связано с тем, что в спектре нагрузок, возникающих в корпусе реактора, преобладают малоамплитудные изменения и поэтому, даже при большом значении коэффициента асимметрии цикла, их относительный вклад в развитие разрушения невелик. Существенным также является то, что корпусная сталь А533В не проявляет склонности к коррозионному растрескиванию и, следовательно, в течение длительных периодов выдержки под постоянной нагрузкой, характерных для работы реактора, трещина не растет.
...
В качестве второго примера рассмотрим расчет живучести сварного таврового соединения из титанового сплава ВТ20 при циклическом нагружении в 3%-ном растворе NaCl [153]. Конструкция представляет собой плиту размерами 800x300 x30 мм с поперечным ребром сечением 30x60 мм, приваренным двумя угловыми вогнутыми швами с катетом 12 мм.
...
развития трещин при наличии коррозионной
...
При испытании таких пластин на изгиб было отмечено, что трещины всегда зарождаются на линии сплавления и развиваются в основном металле. Таким образом, живучесть конструкции определяют характеристики сопротивления коррозионному растрескиванию основного металла.
...
Для того, чтобы подчеркнуть роль сопротивления металла коррозионному растрескиванию, расчеты выполнены для двух модификаций сплава, имеющих разные уровни параметра Klscc.
...
Отличительной особенностью сварных соединений с механически необработанным швом является то, что разрушение представляет собой случайное сочетание трех параллельно развивающихся процессов: зарождение отдельных трещин на различных участках-инициаторах; их рост и появление новых трещин; объединение между собой трещин, расположенных на соседних участках. Чтобы учесть это, а также случайные колебания параметров, характеризующих коррозионную трещиностойкость металла, воспользуемся алгоритмом расчета на ЭВМ [162], основанным на методе статистического моделирования.
...
распределение долговечностей до зарождения разрушения на различных участках сварного соединения вдоль линии сплавления — нормально-логарифмическое с параметрами: среднее значение
...
распределение исходных размеров длины трещины 2 /„ на поверхности образца в момент ее зарождения — вейбулловское с параметрами А
...
538 Методы расчета прочности, долговечности и работоспособности
...
Графики функции распределения долговечностей, построенные по результатам расчетов и экспериментов (рис. 14.6.1) позволяют считать, что модель достаточно полно учитывает специфику развития разрушения в коррозионной среде. Долговечность сварных соединений оказалась почти на порядок ниже по сравнению с основным металлом.
...
Использование для сварных конструкций металла с высоким сопротивлением коррозионному растрескиванию (линия 3)
...
Оценка развитая трещин при наличии коррозионной среды
...
540 Методы расчета прочности, долговечности и работоспособности
...
Принято считать, что функция распределения живучести соответствует нормально-логарифмическому закону. Результаты расчетов, приведенные в работе [238], показывают, что при определенных соотношениях исходных параметров возможны отклонения от этого закона как в сторону завышения результатов, так и в сторону их занижения. Данные, представление на рис. 14.6.2 и на рис. 14.6.3, свидетельствуют о том, что при малоцикловом нагружении сварных соединений в коррозионной среде возможно значительное отклонение распределения живучести от нормально-логарифмического закона, если сплав имеет низкое сопротивление коррозионному растрескиванию. Остаточные напряжения усиливают эту тенденцию. Следовательно, при малом объеме экспериментальных данных можно получить слишком завышенную оценку живучести конструкции.
...
Косвенной, но важной характеристикой работоспособности являются размеры трещины в момент наступления критического состояния. Чем они больше, тем выше вероятность их обнаружения на стадии эксплуатации конструкции. Статистическое моделирование процесса развития разрушения показывает, что при малоцикловом нагружении в условиях осесимметричного изгиба работоспособность металла в исходном состоянии ограничивается наступлением коррозионного растрескивания по условию К\ max > Klscc.
...
Оценка развития трещин при наличии коррозионной среды
...
Расчет условий распространения трещины является сложной и мало исследованной задачей. По-видимому, ее решение возможно только в энергетической постановке. В этом случае, имея в виду разрушение листового металла, необходимо располагать по крайней мере следующей информацией.
...
542 Методы расчета прочности, долговечности и работоспособности
...
Решение задачи не может отразить этого факта, оно может лишь определить условия, при которых будет достигнута та малая скорость, при которой изменение механизма разрушения становится весьма вероятным.
...
Рассматриваемый здесь метод расчета состоит в определении скорости перемещения вершины трещины вдоль образующей трубы газопровода, с тем чтобы определить условия, при которых скорость движения вершины трещины будет составлять 120... 180 м/с, что является достаточным для ухода трещины от образующей трубы по винтовой линии и полного прекращения разрыва трубопровода.
...
Определение условий динамического распространения трещины
...
Первая часть — это газодинамическая задача истечения газа в разрыв трубы с определением уровней давления газа на стенки, как в разорвавшейся, так и в неразорвавшейся части трубы. Для участка трубы, где она еще не разорвана, решение дает следующие результаты. При v
...
где у0 — показатель адиабаты для транспортируемого газа; о0 — скорость звука в транспортируемом газе при р
...
Условия нагружения трубы у вершины движущейся трещины зависят от давления не только в неразорванной части трубы, но и от давления на участке, где разрыв уже произошел, но давление газа продолжает разворачивать борта трубы и тем самым нагружать область металла у вершины трещины. Падение давления газа зависит от степени разворота трубы и размера клиновидного проема, через который газ выходит в атмосферу. Очевидно, что эта часть решения задачи о давлении газа может быть выполнена лишь с участием результатов решения механической части задачи, которое приведено в [172].
...
544 Методы расчета прочности, долговечности и работоспособности
...
Если в качестве механической характеристики сопротивляемости металла разрушению при движении в нем трещины принять динамическое раскрытие конца трещины Scd
...
Определение условий динамического распространения трещины
...
тельного действия давления газа положение этой балки в пространстве определяется не ее жесткостью, а динамикой разлета кусков трубы как тяжелых нитей. При такой постановке, если считать давление постоянным, кромки трубы ОВ
...
Если известна кривизна каждой из половин разворачиваемой при разрыве трубы, то, используя упругопластические механические свойства металла трубы при динамическом нагружении, можно найти постоянный изгибающий момент М
...
546 Методы расчета прочности, долговечности и работоспособности
...
- 57. Гиревко B.C., Дядин В.П. Зависимость между ударной вязкостью и критериями механики разрушения 8j с, Kj с конструкционных
...

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