ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение предельного состояния оборудования с технологическими дефектами при кратковременном нагружении из "Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимической повреждаемости" Технологические дефекты условно разделены на две группы (рис.5.1.). Первая объединяет характерные дефекты сборки - смещение кромок, овальность, угловатость и др. Они родственны не только по происхождению, но и по методам оценки их напряженного состояния. Дефекты формы, в основном, вызывают общее изменение напряженного состояния элемента оборудования. Трещиноподобные дефекты вызывают локальное повышение уровня напряженности металла. [c.282] Одним из распространенных дефектов, возникающих при производстве оборудования, является смещение кромок. [c.282] В дальнейшем под смещением кромок будем понимать несовпадение серединных поверхностей двух свариваемых элементов одинаковой толщины 8 (рис. 5.1), а его величину оценивать безразмерным параметром (А = с/8, где с - абсолютное смещение кромок). В практике производства оборудования смещение кромок часто превышает допустимые значения (А 0,1). Процесс совмещения кромок, с одной стороны, приводит к увеличению трудоемкости сборки свариваемых элементов, с другой - к снижению долговечности оборудования. Поэтому большой практический интерес представляет разработка способов обеспечения работоспособности сварных соединений с развитым смещением кромок (А 0,1). [c.282] В работах [22, 280 и др] исследовано напряженноле состояние в области продольных и кольцевых стыков оборудования со смещением кромок. [c.285] Результаты этих работ обобщены на рис. 5.3. Смещение кромок приводит к пропорциональному росту концентрации напряжений а и изменению отношения главных напряжений т (рис. 5.3). В кольцевом шве с увеличением Л параметр т растет, а в продольном - падает (рис.5.3,а). [c.285] Для цилиндров и труб с продольными швами зависимости (А) проходят выше таковых для труб с кольцевыми швами (рис. 5.3,6). При коэффициенте запаса прочности по пределу текучести Пт = 1,5 в области кольцевого стыка возникает текучест ь металла при Л = 0,35, а в продольном - при А 0,15 (рис. 5.3,6). [c.285] Изменение от параметров ms и Д показано на рис.5.4. На рис.5.5 и 5.6 приведены эпюры меридианальных, кольцевых и эквивалентных напряжений, возникающих в стыке цилиндр-сферический сегмент, имеющих несовпадение срединных поверхностей. Эпюры построены при следующих данных р= 2МПа, фо= 43° Si= 8г=0,001м г = 0,5 м. [c.288] Мо = О, в стыковом сечении действует только краевая сила Ро. [c.290] ТОМ плане, что при этом имеет место подкрепление зоны стыка из-за увеличения протяженности зоны с повышенным поперечным сечением. Кроме того, с ростом ширины шва (при снятом усилении) увеличивается угол перехода Р, который, как будет показано ниже, оказывает доминирующую роль в прочности сварных соединений. [c.294] В некоторых случаях технологические дефекты имеют угловые переходы с малым или нулевым радиусом сопряжения в вершине (nips 0). Поэтому представляет практический интерес оценка напряженного состояния в области дефектов с острыми угловыми переходами. [c.294] Поправочная функция для модели с V - образным вырезом приведена в работе [214]. [c.295] Указанный подход согласуется с результатами испытаний моделей с острыми угловыми переходами при статическом и циклическом нагружениях. По значению Ьэ устанавливаются пороговые значения КИН К1ь и Кксс. [c.296] Определенные методом фотоупругости и по формуле (5.13) значения согласуются между собой (рис.5.9). [c.296] При = - ИЗ формул (5.18) и (5.19) вытекают частные для оценки концентрации напряжений и деформаций для моделей с трещинами [167]. [c.300] При m = 1 (упругий материал) = Kj = K f . [c.301] Анализ этих выражений показывает, что концентрация напряжений снижается с увеличением угла перехода р и уменьшением коэффициента деформационного упрочнения m (рис.5.10). Концентрация упруго-пластических деформаций с уменьшением m возрастает. [c.301] Концентрацию деформаций в точке А можно уменьшить не только за счет увеличения тьз, но и путем обеспечения более плавного перехода от металла шва к основному металлу (рис.5.12). [c.302] Изучению статической прочности сварных соединений со смещением кромок посвящено большое ко.пичество экспериментальных работ [171,280], в которых в качестве основного параметра сварных соединений принято относительное смещение кромок А (рис.5.15). [c.305] Отметим, что чрезмерное увеличение прочности металла шва повышает вероятность образования технологических трещин и хрупкого разрушения. [c.309] Разрушение образцов с тьв происходит преимущественно по сечению параметром гпь = чаще разрушаются по плоскости, проходящей через угловые точки под углом 45 (относительно оси образца) в направлении от шва к основному металлу. Иногда такие образцы разрушаются по основному металлу вдали от шва (рис.5.16,е). [c.312] Вернуться к основной статье