Том 1. Прочность (1041446), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Объясняется это тем, что характер и размеры дефектов могут изменяться во времени, свойства металлов под влиянием различных факторов также могут претерпеть изменения. Намечают и проводят профилактические осмотры и ремонт конструкций. В некоторых случаях осуществляют контроль неразрушающими методами с целью обнаружения дефектов, которые могли появиться в процессе эксплуатации. Это делают, например, в мостах, железнодорожных рельсах и ряде других сварных конструкций, которые подвергаются действию переменных нагрузок.
Перечисленные в настоящем параграфе мероприятия не конкретизированы, потому что каждое из них настолько обширно, что может явиться предметом деятельности проектного института, НИИ, лаборатории, завода. Ниже приводится пример сопоставления результатов расчетного определения роста размеров трещин с фактическим их ростом при циклическом нагружении сосудов. Пример расчета., При сварке сосудов из стали СП28 толщиной 1 мм вблизи поверхности по линии сплавления образуются отдельные поры или цепочки пор, которые в процессе эксплуатации сосуда при циклических нагрузках превращаются в постоянно растущие трещины. Допустимость сохранения отдельных пор или их скоплений должна устанавливаться на основании закономерностей их роста.
Для расчетной оценки опасности пор была принята расчетная модель, согласно которой на поверхности отдельных пор или в пределах площади, охватывающей цепочку пор, после некоторого числа циклов Уо образуется трещина, которая в дальнейшем растет как в направлении образующей сосуда, так.и по толщине стенки, сохраняя неизменным первоначальное соотношение своих размеров, от которых зависит коэффициент Я в формуле для подсчета коэффициента интенсивности напряжений: К = о У 1,21п1/Я, (11.16) где о — окружное напряжение в стенке сосуда; 1 — глубина поверхностной трещины. Для определения скорости подрастания трещины при пульсирующей нагрузке была использована формула в которой числовые значения С и а приняты как средние на основе обработки опытных данных о скорости развития усталостных трещин по 19 типам сталей 1441: С = 2,95 10 е' м' ""/(цикл Н' "), а=2,25, если — — в м/цикл, а К вЂ” в Н,1м й 3/2 Проверка пригодности расчетной модели была произведена на семи сосудах, в которых имелось 41 место с порами или скоплениями пор с начальной глубиной 0,18 — 0,22 мм, Испытания проводились при пульсирующих нагрузках, вызывающих в стенках максимальные напряжения в пределах 1330 — !372 МПа.
Число циклов нагружений Уф отдельных сосудов составляло 475, 596, 722, 852, 992, 1000, 1000. Предварительными исследованиями было установлено, что трещины на границах пор при этих уровнях напряжений возникают примерно через Ж„ = = 100 циклов. Поэтому в качестве расчетного числа циклов нагружения при росте трещин принималось У„ = Уф — 100. После испытаний сосуды разрушали и производили замер начальных размеров пор или скоплений их 1„ и конечных размеров усталостных трещин по толщине стенки 1ф.
По известным 1я и Я определяли начальное состояние н путем интегрирования функции (11.17) с подстановкой в нее формулы (! 1.16) находили конечные расчетные размеры трещин 1 . Отношение фактической глубины трещины 1ф к расчетной 1Р показывает, во сколько раз фактический результат отличается от расчетного, что позволяет судить о пригодности расчетной модели при 269 СОДЕРЖАНИЕ 3 4 4 11 14 а1 15 17 17 22 33 40 47 48 49 50 52 55 1ф 18 10 0,8 10 0,5 0,4 63 67 69 72 4 '79 82 84 84 !О! 104 109 111 113 117 133 133 оценке допустимости сохранения в сосудах тех или иных пор. На рис.
!1.12, а представлена гистограмма распределения 1ф11р, из которой следует, что в большинстве случаев фактические размеры трещин меньше расчетных, т. е. 1Ф11 с 1, где гп — число случаев. Среднее значение величины 1Ф/1 соответствует 0,822, в то время как расчетное равно 1,0. Отличие расчетных данных от фактических увеличивается с ростом числа циклов нагружений (см. рис. 8.!2, б). Это указывает на то, что более верные расчетные результаты, т. е. совпадение среднего 0,2 0 р 400 000 000 )У Рис. 11.12. Результаты, полученные при сопоставлении фактических и расчет- ных длин трещин результата на гистограмме с единицей, могут быть получены при показателе степени а в формуле (11.17), несколько меньшем 2,25.
Для исключения случаев разрушения сосудов из-за преждевременного прорастания трещин при оценке прочносги по принятой расчетной модели необходимо учитывать рассеяние фактических результатов. Для этого необходимо отступить вправо от среднего значения 0,822 на 38 = 0,58, полученных в данном эксперименте (рис.
11,12, а). При использовании принятой расчетной модели минимальный коэффициент запаса пг, по конечной длине трещины при У„=. 1000 циклов получается 1,4. Для гаиш уменьшения вероятности разрушимости, которая при 35 все же остается около 0,3'!4, и с учетом некоторого несовершенства расчетной модели коэффициент запаса должен быть' принят более 1,4. Предисловие Глава 1. Сведения о конструкционных материалах ............. 3 1. Стали з 2. Цветные сплавы, полимеры и композиционные материалы... 9 3. Сортамент Глава 2. Сварные соединения и расчет их прочности при статических нагрузках.......... 9 1. Принципы расчета сварных соединений.............. 9 2. Сварные соединения, выполненные дуговой сваркой.......
3 3. Сварные соединения, выполненные контактной сваркой..... 9 4. Соединения при специальных методах сварки.......... 5 5. Соединения при сварке пластмасс .. 9 6. Болтовые соединения .. э 7. Клееносварные соединения 9 8. Паяные соединения 4 9. Обозначение сварных соединений на чертежах. 9 10. Соединения, работающие на изгиб и сложное сопротивление 9 11.
Расчет сварных соединений с угловыми швами на статическую прочность с учетом направления силы в шве ч 12. Концентрация напряжений, 13. Распределение напряжений в стыковых швах 14. Распределение напряжений в лобовых швах........... 9 15. Распределение напряжений в соединениях с фланговыми швами э 16. Распределение напряжений в комбинированных соединениях с лобовыми и фланговыми швами ..
9 17. Распределение усилий в нахлесточных соединениях, выполненных шовной сваркой э 18.'Распределение усилий в точечных соединениях, выполненных контактным способом . э !9. Концентрация напряжений в паяных швах Глава 3, Механические свойства сварных соединений ч 1.
Некоторые понятия теории упругости и пластичности ...... 9 2. Стандартные методы определения механических свойств сварных и ивяных соединений . 9 3. Влияние неоднородности механических свойств на прочность и пластичность сварных соединений .. э 4. Механические свойства стыковых сварных соединений из сталей 9 5. Механические свойства стыковых сварных соединений из цветных сплавов . э 6. Прочность и пластичность угловых швов ........,, ... 9 7.
Прочность точечных сварных соединений ............. э 8. Прочность ивяных соединений .. э 9. Критерии оценки напряженно-деформированного состояния при концентрации напряжений . $ 10, Характеристики сопротивляемости металла разрушению в присутствии концентраторов .. $ 11. Влияние дефектов на механические свойства сварных соединений и их работоспособность ..
Глава 4. Сопротивление усталости сварных соединений и методы ее повышения к !. Прочность основного металла при переменных (циклических) нагрузках Ф 271 Глава б э 1. 2. 53 3 4 Глава 6 ч1 2. 5 3. Глава 7 5 1. э 2. ~ 3, ~ 4 ч 5. з 6. Глава В $ 1. 3 2 5 3 ~ 4 3 5. 9 6. Глава У ч 2. з 3. Глава 10 ~ 1. 2. ф 3. Глава П 3 1.
Сопротивление усталости сварных соединений, выполненныхдуговой сваркой . Сопротивление усталости сварных соединений, выполненных контактной сваркой . Методы повышения прочности сварных соединений при переменных нагрузках, влияние остаточных напряжений ........
Несущая способность сварных соединений при переменных нагрузках Влияние низких температур на свойства сварных соединений Изменение свойств металлов прн понижении температуры ... Основные факторы, снижающие хладостойкость сварных соединений .. Оценка хладостойкости сварных соединений........... Примеры хрупких разрушений и методы повышения хладостойкости сварных соединений Прочность сварных соединений при высоких температурах... Свойства основного металла ..
Свойства сварных соединений при высоких температурах .... Расчет сварных соединений на прочность Собственные напряжения при сварке Основные понятия Свойства металлов при высоких температурах ........., Образование напряжений и деформаций при непрерывном нагреве и остывании Расчетное определение сварочных напряжений Экспериментальные методы определения сварочных напряжений Распределение сварочных напряжений в сварных соединениях Деформации конструкций от сварки Деформации и перемещения в зоне сварных соединений ..... Перемещения при сварке стыковых соединений Перемещения конструкций балочного типа .........., .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
