Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности

Листать книгу

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

скачать книгу Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности

а в нахлесточных соединениях с угловыми швами они просто неизбежны. Между тем непровар практически мало чем отличается от трещины, за исключением редких случаев, когда он имеет плавное закругление у вершины. Неопределенности, вызываемые незрелостью представлений об опасности или неопасности отдельных дефектов или отклонений от нормы, также затрудняют квалифицированное использование механики разрушения в сварных конструкциях.
...
Наряду с перечисленными выше обстоятельствами нужно также отметить, что сама форма сварных соединений в зонах перехода от наплавленного металла к основному, малые радиусы в этих местах, а также упомянутые выше непровары в стыковых и угловых швах являют собой примеры, в отношении которых использование аппарата и положений механики разрушения должно рассматриваться как наиболее естественное.
...
Одним из основных критериев прочности в механике разрушения является критический коэффициент интенсивности напряжений, обозначаемый как К1с
...
Под критериями линейной механики разрушения следует понимать главным образом те, определение которых может быть выполнено при условии о < от, а точнее когда полностью соблюдаются положения, базирующиеся на аппарате теории упругости, несмотря на протекание пластических деформаций вблизи вершины концентратора. В дальнейшем, употребляя для краткости условие о < сг> будем подразумевать выполнение требований корректного определения критериев линейной механики разрушения.
...
jt Для целей сравнения различных технологий, режимов сварки и термической обработки, где требуется качественное сопоставление в ^однотипных условиях, часто используют другие, более экономно ^определяемые критерии механики разрушения.
...
Критические коэффициенты интенсивности напряжении
...
места переходов от швов к основному металлу (рис.4.2.2,г,е>) органичесю присущи качественным сварным соединениям. Концентрация напряжений существенно зависит от радиусов закруглений в зонах А, Б,
...
Осмотры и измерения радиусов под микроскопом показываю] следующее. Места непроваров у всех типов соединений на рис. 4.2.2 нередко заканчиваются очень короткой трещиной или надрывом Естественно, что невозможно предсказать или установить обследованием в готовой конструкции наличие или отсутствие таких малых трещин во всех сварных соединениях Приходится допускать худшее к считать,что такие короткие трещины возможны. Места перехода от наплавленного металла к основному (точки Д
...
Рассмотрим отдельные виды швов и сварных соединений в отношении возможности использования для их оценки критериев линейной механики разрушения
...
Стыковые соединения. Оценку опасности непроваров для прочности элементов конструкций правильнее проводить на основе испытаний образцов, в которых вместо трещины присутствует непровар. Результат в этом случае может оказаться хуже или лучше, чем на образце с трещиной в металле шва, в зависимости от того, какой по свойствам основной металл находится вблизи непровара, каков радиус вершины непровара, какие термомеханические процессы сопровождали формирование вершины непровара. Оценку свойств металла шва как такового,
...
Критические коэффициенты интенсивности напряжений
...
Вопросы работоспособности сварных соединений при однократны? и переменных нагрузках с позиций механики трещин рассмотрены i
...
Существуют условия, при которых происходит относительно медленный рост трещин без динамического нестабильного их развития. Например, при повышенных температурах достижение определенногс уровня Кр
...
Аналогичного вида характеристики используются для отражения отрицательного влияния агрессивных сред на начало роста трещин. Критические значения Кс
...
Использование критериев линейной механики разрушения для оценки качества металла сварных конструкций, опасности различных дефектов, сравнения между собой вариантов технологий часто оказывается невозможным, когда разрушающее напряжение а
...
- Чтобы уяснить физический смысл ряда деформационных критериев, рассмотрим напряженно-деформированное состояние металла у конца трещины, находящейся в растянутой пластине. В случае нормального отрыва в отсутствии пластических деформаций напряжения вблизи трещины описываются уравнениями [16]:
...
Критерии прочности и пластичности в механике разрушении
...
Главной особенностью напряжений является то, что все компоненты напряжения убывают по законупри удалении от вершины
...
|ррещины. Этой же закономерности следуют и относительные деформации. Перемещения точек при удалении от вершины возрастают в
...
Соответствии с зависимостью. Такое распределение напряжений
...
И деформаций бывает перед разрушением лишь в идеальном случае, £шда материал разрушается совершенно хрупко. Практически даже при средних напряжениях, значительно меньших предела текучести, у Вершины трещины начинается пластическая деформация и распределение напряжений в этой зоне не соответствует уравнениям (4.3.1). Тем ре менее, как это ни кажется странным с первого взгляда, именно распределение напряжений в чисто упругой постановке используется цля расчета напряженного состояния в теле в момент наступления разрушения в пластически деформированной зоне у острия трещины. Объясняется это тем, что если образец или тело достаточно крупные, То за пределами зоны пластических деформаций сохраняется распределение напряжений, близкое к описанному (4.3.1). В данном случае Выручает то обстоятельство, что напряжения и деформации в вершине трещины непосредственно нигде в расчетах не участвуют. Вместо них регистрируют во время испытания среднее напряжение, которое связано с коэффициентом интенсивности напряжений Кг
...
Напряженно-деформированное состояние вблизи вершины трещины, если его описывать функцией напряжений в виде суммы членов некоторого ряда, строго говоря, зависит не только от члена, выражающего Kv но
...
Распределение напряжений и деформаций в зоне пластических деформаций не может не зависеть от коэффициента степени упрочнения металла п.
...
В крупных образцах и элементах конструкций при оср « от общепринятым является метод, при котором уровень НДС у конца трещины характеризуют коэффициентом интенсивности напряжений Kv
...
Рассмотрим их. Во время испытания можно регистрировать силы или перемещения. В упругой стадии это безразлично. При оср > от предпочтение следует отдавать перемещениям, так как малым изменениям оср соответствуют большие изменения перемещений.
...
Более принципиальной является другая сторона вопроса, какую характеристику состояния металла вблизи трещины следует брать как 'критерий сравнения различных образцов и тел между собой, имея в #иду использование численных расчетных методов. Она должна быть «устойчивой к изменению размеров образцов и уровней напряжений в ■Широких пределах. Она должна быть также устойчивой по отношению •к
...
s Значения деформаций и напряжений на каком-либо фиксированном расстоянии от конца трещины мало подходят, если иметь в виду «численные методы получения решения. Это связано с тем, что .деформации зависят от формы и размеров конечных элементов, а также «от их сложности. Более подходящим представляется использование Перемещений точек тела, являющихся интегралом относительных дефор--маций и обладающих достаточной стабильностью при изменении формы *и размеров конечных элементов. Такой подход был использован при ^обработке результатов испытаний образцов различных размеров из стали ЙОХНМФ [35].
...
* В наших работах конца 50-х начала 60-х годов в качестве характе-фистики сопротивляемости надрезанных образцов разрушению прини-амалось перемещение на базе / = 15 мм, измеряемое напротив дна ЙНадреза (рис.4.3.1). Это перемещение относилось к длине базы и «Обозначалось как еср. Этот критерий хорошо реагировал на изменение Температуры испытаний образцов из сталей, на переплавку по продольной кромке образца, которая вызывала у дна надреза концентрацию
...
пластических деформаций и резкое снижение ес^р, на прокатку роликом по средней части образца (зона А), вызывавшей пластические деформации у надреза, с последующим старением металла при Т
...
Другое предложение, повлекшее за собой большую серию исследовательских работ, было сделано А.Уэллсом [376, 107]. Оно состояло в измерении раскрытия дна надреза, имевшего параллельные грани (рис.4.3.2, а).
...
расчетов особенно ясна в отношении деформационных критериев р' сварных соединениях, где неоднородность механических свойств рожет быть корректно отражена и учтена только при численном их радании.
...
малыми трещинами порядка 0,5... 1,0 мм. Таким критерием могло бы явиться локальное перемещение на базе 1 мм, расположенной напротив конца трещины (рис.4.3.3,с). Необходимо сразу подчеркнуть, что речь идет не об инструментальном измерении перемещения на базе 1 мм, а о расчетной характеристике, которая может быть определена либо через измеренное среднее напряжение, либо через измеренное перемещение на большой базе или даже через перемещение между частями образца или детали. Перемещение у конца трещины определяется в направлении х
...
Для оценки несущей способности элементов конструкций должны использоваться деформационные критерии другого уровня или класса, (Относящиеся не к локальной зоне, а к несущему сечению в целом. При этом локальные деформационные критерии выступают как бы (рразу
...
Стыковые соединения со значительным непроваром могут использоваться для оценки свойств металла шва в условиях присутствия непровара. Путем испытания их на изгиб, например по трехточечной или четырехточечной схеме, можно определить критический угол Qp,
...
К К деформационным критериям должен быть отнесен также критерий так называемого динамического раскрытия трещины Acd
...
некоторых случаях край разорванного листа (рис.4.3.5,б) имеет волнистость. Это указывает на образование значительных пластических деформаций ех .
...
Важность энергетических критериев в механике разрушения определяется тем, что в основе перехода от стабильного разрушения к нестабильному, а также в основе самого процесса нестабильного разрушения: конструкции лежат энергетические соотношения между подводимой к трещине энергией и поглощаемой в процессе разрушения на пластическую деформацию и ускорение разлетающихся частей. Чем выше уровень затрачиваемой на пластическую деформацию металла энергии при его разрушении, тем выше качество металла по сопротивляемости его разрушению.
...
Фундаментальное значение энергетических критериев для инженерной практики еще не до конца понято. Переход от состояния, при котором, несмотря на происходящие процессы разрушения, элемент консфукции еще выполняет свое служебное назначение, к самопроизвольному разделению конструкции на части происходит именно тогда, когда достигается равенство приращений затраченной и подведенной энергий. В этом плане уместно отметить, что одному и тому же состоянию металла вблизи вершины острого надреза, оцениваемого по силовым и деформационным критериям как наступление разрушения, могут соответствовать различные энергетические состояния элементов конструкций и образцов, которые в одних случаях достаточны для перехода к нестабильному разрушению, а в других нет.
...
При обсуждении практического использования энергетических критериев для оценки свойств металлов и сварных соединений необходимо различать две стороны этой проблемы. Одна связана с физикой, а
...
Рис. 4.4.3. Схема разрушения падающим бойком, образующая которого наклонена относительно образующей поверхности образца
...
Концеятрааи» напряжений и методы ее описании
...

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