ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Натурные испытания сварных элементов из "Расчеты долговечности сосудов и трубопроводов с механической неоднородностью" Заметим, что показатель степени Шц коррелирует с коэффициентом деформационного упрочнения т при степенном законе упрочнения сг = се . [c.9] Различие прочностных свойств металла приводит к тому, что фивые долговечности разных сталей пересекаются при определенной амплитуде деформации. Во многих случаях при Еа 0,75% N. = 10000 -ь 15000 [197]. Этот факт позволяет, с одной стороны упрощать построение кривых усталости, с другой - производить оценку целесообразности применения сталей с теми или иными свойствагщ. Стали с высокими прочностными и более низкими. пластическими характеристиками теряют свои преимущества при работе в области высоких амплитуд деформации или высоких степенях концентрации напряжений. [c.9] Показатель степени П1 зависит от отношения К предела текучести к временному сопротивлению. [c.10] Таким образом, для определения малоцикловой долговечности необходимо знать поля упругих деформаций, поля упруго-пластических деформаций, механические характеристики сталей и кинетическое уравнение малоцикловой усталости. [c.10] Следует отметить, что приведенные уравнения для определения малоцикловой долговечности справедливы для элементов с концентраторами напряжений. В связи с этим представляется целесообразным оценивать долговечность экспериментально. [c.10] Таким образом, доказана эффективность предложенной технологии сварки угловых швов со специальной разделкой при эксплуатации элементов в условиях малоциклового, нагружения. [c.11] Аналогичные испытания проведены на образцах со смещением кромок, изготовленных из стали 17ГС и сваренных двухсторонней сваркой электродами УОНИ-13/55. Эта серия образцов испьггывалась при фиксированном напр ении, равном 0,67 От. Это напряжение является расчетным для многих аппаратов, работающих под давлением. Испытания проводили при отнулевом цикле нагружения. [c.11] Результаты циклических испытаний приведены на рис. 3 из данных которого видно, что увеличение шь, приводит к существенному повышению долговечщсти образцов. Таким образом, как при статическом, так и малоцикловом нагружении изменением параметров геометрии швов со смещением кромок можно управлять характеристиками надежности конструктивных элементов. Следует отметить, что при обеспечении угла перехода Р более 135°, долговечность сварных соединений со смещением кромок превьпиает пределы малоцикловой прочности и составляет более 50000 циклов. [c.11] Для окончательной проверки предложенных способов повышения работоспособности сварных соединений проведены натурные испытания цилиндрических сосудов с различной технологией шва (рис. 4). [c.12] Испытания состояли из двух этапов. На первом этапе исследовали распределение деформаций тензометрированием. Для этого вдоль одной из образующих устанавливали тензодатчики, ориентированные по осевому и кольцевому направлениям. Показания тензодатчиков снимали при внутреннем давлении 3 МПа, которое обеспечивало упругое состояние сосуда и удовлетворительную точность (порядка i 5 %) измерения деформаций. Отметим, что если бы не было концентраторов напряжений, то переход в пластическое состояние сосуда происходил бы при давлении 11,6 МПа. Результаты измерений деформаций и напряжений приведены на рис. 5-7, на которых четко видна зона концентрации деформаций и напряжений. Характер распределения деформаций и напряжений (продольных и кольцевых) практически одинаков в сосудах 1 и 111 типов. Эти сосуды отличаются только поперечным сечением сварного шва сосуд 1 типа имеет более заглубленный корень шва, что может достигаться за счет проплавления основного металла или предварительной разделки кромки внешней оболочки. Как показали измерения, наибольшая деформация при давлении 3 МПа не превышает 3 10 . Интересным представляется тот факт, что в сварном шве есть зоны, в которых продольные деформации имеют отрицательный знак при наличии внутреннего давления. Это означает, что эти места находятся в состоянии сжатия. Кроме того, наблюдаются значительные градиенты деформаций и напряжений в области шва. [c.12] Рисунок 5. Растфеделение кольцевых деформаций (а) в области кольцевого шва. Ел, Тв и продольных гг, н напряжений (6) выполненного по схеме рис. 4., б. [c.14] Рисунок 6. Распределение кольцевых е , ов и продольных 2. ог деформаций (а) и напряжений (б) в области шва. выполненного по схеме рис. 4, в. [c.15] Напряженно-деформированное состояние сосуда 11 типа значительно равномернее, чем сосудов 1 и 111 типов хотя общий характер распределения деформаций и напряжений сохраняется. [c.17] Установлено, что коэффициент концентрации напряжений в кольцевых сварных стыках сосудов ниже, чем определенный по формуле 21 [99]. Это объясняется подкрепляющим действием сварного шва с увеличенным поперечным сечением (из-за смещения кромок). В условиях опыта а,, 1+Д. [c.17] На втором этапе сосуды испытывали, поднимая давление до разрушающего. [c.17] Сосуды I и 111 типов разрушились по сварному шву, соединяющему заглушку с трубой, сосуд 11 типа - по основному металлу (рис. 8). Результаты испьпаний приведены в табл. 1. [c.17] Все сосуды разрушились примерно при одном и том же давлении, соответствующем разрушающему давлению основного металла (сосуда без шва-концентратора). [c.17] Вернуться к основной статье