Напряжение в мягких прослойках

Мягкие и твердые прослойки соответственно имеют пониженные и повышенные прочностные свойства и возникают, например, при сварке термоупрочненных и закаливающихся сталей. В развитых (широких) мягких прослойках разрушение происходит в результате косого среза или конуса (рис.2.5,б), аналогично разрушение однородного металла. С уменьшением ширины мягкой прослойки характер разрушения заметно изменяется (рис. 2.5,в). В достаточно узких прослойках участок прямого излома занимает большую часть прослойки, чем зоны среза. Это объясняется тем, что в тонких мягких прослойках в результате стеснения деформаций мягкого металла развивается объемное напряженное состояние, жесткость которого тем больше, чем уже прослойка. При некоторых геометрических и механических ограничениях, несмотря на наличие мягких прослоек в сварных соединениях, разрушение может происходить по основному металлу. Твердые (хрупкие) прослойки, ориентированные перпендикулярно действию нагрузки, практически не влияют на характер разрушения. Разрушение таких соединений происходит по линии сплавления (рис. 2.5,г) или по основному мягкому металлу (рис. 2.5,д). В плане несущей способности считается более опасным случай, когда твердые прослойки располагаются параллельно действующему усилию (рис.2.5,е). Разрушение таких соединений, как правило, происходит в результате хрупкого разрыва твердых прослоек с последующим вязким или квазихрупким изломом мягких прослоек. Часто при таких испытаниях образцов отмечается расслоение слоев (рис. 2.5,к). [c.70]

Если при испытаниях моделей контактное упрочнение реализуется полностью, то можно говорить о вязком разрушении. В некоторых случаях, из-за контактного разупрочнения металла, вязкое разрушение возможно и при Р<Ркр. В этом случае поле линий скольжения изменяется таким образом, что предельная нагрузка будет меньшей, чем Ркр. Не исключена возможность разрушения мягкой прослойки в результате потери устойчивости пластических деформаций. С использованием критерия Ткр производят оценку предельного состояния моделей с вырезами (или трещинами) из пластических, но деформационно слабо упрочняющихся материалов [1]. В модели с односторонним вырезом (плоская деформация) поле линий скольжения состоит из двух наклонных под углом 45° к оси образца плоскостей, исходящих из кончика надреза. Равенство работ на приращение скольжения по указанным плоскостям и от внешней нагрузки дает следующие значения критических напряжений [c.130]

Рис. 4.5. Напряжения в гомогенной мягкой прослойке

Коэффициент контактного упрочнения для прослойки, составленной по схеме М-Т всегда больше такового для прослойки, составленной по схеме Т-М. Это связано с тем, что чем прочнее последние (боковые) слои прослойки, тем в большей степени затруднена ее деформация, жестче напряженное состояние и выше усилие деформирования. Величина контактного упрочнения однородной мягкой прослойки занимает промежуточное значение между таковыми для композитной прослойки, составленной по схемам М-Т и Т-М. [c.221]

Анализ напряженно-деформированного состояния моделей с мягкими прослойками показывает, что средне-интегральные контактные касательные напряжения находятся в следующей зависимости от коэффициента механической неоднородности [c.230]

В зависимости от коррозионной стойкости характерных зон сварного соединения с мягкой прослойкой возможна реализация с доминантным механохимическим разрушением по мягкому металлу зоны термического влияния или основному металлу (рис.4.25). Из этих схематизированных случаев разрушения большую опасность представляют те, когда механохимическое разрушение локализуется в металле мягкой прослойки (рис.4.25,б,д). В механическом плане модели разрушения, представленные на рис.4.25,а,б,в,д, практически адекватны. Поэтому достаточно рассмотреть кинетику механохимического разрушения образца с мягкой прослойкой в предположении соответствия со схемой, представленной на (рис.4.25,а). Как и ранее, положим, что механически неоднородный агрегат состоит из идеально-упруго-пластических металлов (а > а > а ). Начальные напряжения в образце, создаваемые постоянной во времени растягивающей силой, не превосходят предела текучести мягкого металла К<а ). [c.252]

При фиксированном начальном напряжении ао предельное состояние образца с мягкой прослойкой наступает, когда относительная толщина достигает значения [c.259]

На базе теории пластичности неоднородных тел выполнен анализ напряженного состояния мягких композиционных прослоек, моделирующих работу многослойных швов сварных соединений. Даны уравнения для описания полей напряжений в прослойках на различных этапах нагружения сварного соединения, включая стадию разрушения. Разработан метод расчетной оценки предельного со- [c.278]

Зайнуллин P. . О предельном напряженном состоянии и несущей способности многослойной композитной мягкой прослойки //Проблемы прочности.-1977.- № 3.- с.74- [c.405]

Зайнуллин P. . О предельно.м напряжении состояния и несущей способности многослойной композитной мягкой прослойки //Проблемы прочности. - Киев Паукова думка, - 1977. - №3. - С. 74-76. [c.158]

На основании данных [90] предельное кольцевое напряжение для сосуда с продольной мягкой прослойкой равно [c.29]

В работ рассмотрены основные подходы к оценке напряженного и предельного состояний мягких прослоек. Дано новое решение об оценке коэффициентов контактного упрочнения мягких прослоек при незначительном значении коэффициента механической неоднородно сти применительно к узким и широким мягким прослойка [c.49]

Напряженное и предельное состояния тонкой осесимметричной мягкой прослойки [c.62]

Нормальные напряжения аг и аг = а<р распределены по сечению неравномерно их графики при = 0 для некоторого значения р приведены на рисунке 1.33 график О , для конечного пластического состояния показан пунктиром. В средней части тонкой прослойки с ростом нагрузки развивается почти гидростатическое растяжение. При этом нормальное напряжение может достигать значительной величины (может в несколько раз превысить величину предела) текучести аз при одноосном растяжении). В таких условиях в мягкой прослойке может произойти хрупкое разрушение вследствие исчерпания прочности на отрыв. [c.69]

Проведенные экспериментальные исследования деформации мягких прослоек методом муаровых полос позволили установить следующие новые закономерности распределения касательных напряжений Тху в мягких прослойках. В отличие от решения, приведенного в разделе 1.2 контактные относительные касательные напряже- [c.69]

В области х> 1,0 зависимости (р) имеют вогнутый характер (рисунок 1.36, в) усеченные закономерности распределения касательных напряжений в мягких прослойках описываются следующей аналитической функцией [c.71]

Опуская промежуточные математические преобразования и подстановки получаем следующие аналитические зависимости для выполнения радиальных Ог и осевых напряжений в мягкой прослойке [c.71]

В связи с этим, полученные ранее формулы для определения предельных нагрузок различных элементов с вырезами и прослойками необходимо умножить на величину К,. Ниже приведены формулы для расчетной оценки разрушающих окружных напряжений цилиндрических элементов с продольными повреждениями и мягкими прослойками, соответствующих моделям приведенным выше. [c.99]

При поперечном расположении шва достаточно тонкие мягкие прослойки вследствие развития в них жесткого напряженного состояния могут явиться источником хрупкого разрушения. Одним из путей уменьшения опасности является расположение прослойки по отношению к направлению усилия под углом, отличным от прямого. Чем этот угол ближе к 45, тем меньше контактное упрочнение прослойки и тем мягче в ней схема напряженного состояния. [c.284]

Напряженное состояние сварных соединений Сварные соединения с мягкими прослойками [c.287]

Особенно сильно указанное сдерживание проявиться, когда в мягком металле должна образоваться шейка, что связано с быстрым нарастанием поперечных деформаций в определенном месте. В результате образования шейки в мягком металле произойдет позже, т.е. при большом уровне средних растягивающих напряжений, что будет означать повышение прочности мягкой прослойки, которое принято называть контактным упрочнением в знак того, что оно является результатом взаимодействия мягкого и твердого металлов по контактным поверхностям. [c.289]

Напряжения в мягких прослойках [c.291]

Строго говоря, практическое выравнивание напряжений на уровне х по контактным плоскостям будет иметь место в достаточно тонких прослойках. С увеличением 5 поверхности скольжения будут лишь частично совпадать с контактными плоскостями и в пределе будут касаться их в точках на наружной границе контактных поверхностей. Однако это не меняет качественной картины достижения предельного состояния прослойки. Это замечание относится и к мягким прослойкам в пластине и в трубе. [c.294]

По найденным компонентам деформаций находили компоненты напряжений. Расчетные (штриховые) и экспериментальные (сплошные линии) кривые распределения напряжений сопоставлены на рисунках 4.11-4.13. В большей части относительно тонких мягких прослоек касательные напряжения качественно и количественно согласуются с теоретическими, В узкой области вблизи боковых поверхностей происходит резкое снижение экспериментальных значений (сплошные линии). Теоретические значения х у возрастают по мере удаления от центра прослойки вплоть до боковых поверхностей (е = 1). С уменьшением относительной толщины прослойки участки с резким снижением Тху существенно уменьшаются. Зависимости Сху( п) близки к линейным, принимаемым в теоретическом анализе. Заметное отклонение линейной зависимости т у (л) отмечается в сечениях, близких к центральной плоскости. Нормальные напряжения быстро возрастают по мере приближения к центру прослойки. Наличие "жестких" зон в мягкой прослойке обуславливает несколько экстремумов в зависимостях Оу (е) и а ( ). В теоретических зависимостях Пу (е) и ( ) и отмечается один экстремум (максимум) при е = 0. [c.309]

Задаче о напряженном состоянии мягкой прослойки посвящено достаточно большое количество работ, в частности [14, 15 и др.]. Л. Прандтлем [260] решена задача о течении тонкой однородной полосы (прослойки), сжимаемой жесткими шероховатыми плитами. Поле скоростей, соответствующее этому напряженному состоянию, дано А. Надаи [283]. В дальнейшем Р. Хилл анализировал напряженное состояние относительно толстых прослоек [283]. Е. М. Третьяковым [94] получено решение задачи об упруго-пластическом сжатии тонкой полосы при плоской деформации. А. И. Кузнецовым [157] рассмотрена задача [c.199]

По аналогии с гомогенной мягкой прослойкой [15] предполагается два предельных состояния вязкое и ква-зихрупкое. Вязкое разрушение наступает, когда возрастающие в процессе разрушения касательные напряжения достигают на контактных плоскостях твердого и мягкого слоев прослойки соответствующих пределов текучести при чистом сдвиге Кз. Квазихрупкое разрушение реализуется, если еще до наступления предельно-вязкого состояния нормальное напряжение в какой-либо точке объема прослойки достигает уровня сопротивления отры- [c.223]

На рис.4.16,б сопоставлены теоретические и экспери-менгальпые (по данным работы [84]) зависимости К (х). На этом рисунке кривая (1) соответствует формуле O.A. Бакши, а кривая (2) определена на основании формулы (4.43). Учет пластической податливости (вовлечения в пластическую деформацию) основного металла при оценке напряженного состояния дает более правильную оценку прочности сварных соединений с мягкими прослойками, в особенности, с относительно тонкими. Для сравнительно толстых прослоек формула (4.43) несколько консервативна к экспериментальным данным. По-видимому, это объясняется тем, что контактные касательные напряжения, кроме параметра Кв, зависят от относительной толщины мягкой прослойки. Однако, допущение (4.39) [c.233]

По существу задача о деформации твердой прослойки аналогична таковой для мягкой прослойки, если зР1ачепие ах брать по абсолютному значению.A.A. Шаговым [289] сделана попытка анализа напряженного состо5(ния твердой прослойки. Однако, принятые исходные допущения оказались слишком жесткими . В частности, предполагалось. что контактные касательные напряжения распределены равномерно и равны пределу текучести мягкого ме- [c.236]

На рис.4.27 представлены результаты длительных коррозионно-механических испытаний двух серий образцов с различной относительной толщиной мягкой прослойки в кипящем растворе нитратов (45% Са (N03)2 + 35% NH4 NO3). Первая серия образцов (кривая 1) испытывалась при начальном напряжении ао ат = 400 МПа. Во второй серии образцов (кривая 2) начальное напряжение превышало пределы текучести твердого металла и временного сопротивления металла мягкой прослойки (ао 550 МПа). В области значений параметра х > ЬО (кривая 1) долговечность образцов минимальная и практически постоянная (t = t = onst). При х 1 0 по мере уменьшения толщины мягкой прослойки время до разру- [c.260]

Предложена математическая модель механохимической повреждаемости сварных соединений с учетом контактных эффектов совместной деформации материалов с разными прочностными свойствами. Получены функциональнь(е зависимости долговечности сварных соединений от относительргых размеров и свойств материала прослоек, уровня начальной напряженности и коррозионной активности рабочей среды. Установлено, что с уменьшением относительной толщины мягкой прослойки долговечность сварных соединений возрастает, как при реализации общей, так и локализованной коррозии. Определены критические параметры механохимической неоднородности, обеспечивающие работоспособность сварных конструктивных элементов. При работе сварных соединений в условиях МХПМ для обеспечения равной коррозионно-механической прочности, кроме геометрических, необходимо обеспечить определенные соотношения механохимических характеристик участков с разным физико-химическим состоянием. [c.279]

Предложены математическая модель МХПМ и метод расчета долговечности конструктивных элементов с мягкой прослойкой, работающих под действием стационарных нагрузок и общей коррозии, с учетом реализации неоднородного поля напряжений в мягком металле и при-контактных участках с более высоким сопротивлением деформированию. [c.393]

Анисимов Ю.И., Бакши O.A., Моношков А.Н. О напряженном состоянии мягкой прослойки в сварном соединении с учетом деформационного упрочнения //Сварные металлоконструкции и их производство Сб.науч. тр. /ЧПИ.-1972.-ВЫП.100.-с.21-27. [c.395]

Большой комплекс исследований выполнен проф., докт. техн. наук М. Н. Гапченко по изучению влияния технологических факторов (неоднородности металла, технологических напряжений и дефектов) на свойства сварных соединений. В результате исследований установлены закономерности влияния этих факторов и предложены рекомендации по повышению несущей способности сварных соединений и конструкций, снижению чувствительности сварных конструкций к хрупкому разрушению. Показана возможность регулирования в больших пределах агрегатной прочности и энергоемкости сварных соединений из высокопрочных материалов путем изменения объема мягкой прослойки. Показано, что термическое упрочнение является эффективным средством снижения чувствительности металла шва к концентраторам напряжений. Изучено влияние скорости приложения нагрузки на проч- [c.24]

Произведен анализ кинетики изменения напряжений в мягких прослойках и долговечности распространенньпс (типовых) элементов при длительном статическом нагружении с учетом механохимической коррозии. [c.64]

Особый интерес представляют вопросы оценки напряженного и предельного состояния кольцевых осесимметричных швов с учетом механохимической неоднородности, заключающейся в отличии свойств характерных зон сварных соединений, в частности, с такими, у которых прочностные свойства ниже таковых для основного металла. В этом случае, в сварном кольцевом соединении имеет место мягкие кольцевые (осесимметричные) прослойки. Этому вопросу в литературе уделено большое количество работ, например, O.A. Бакши и его учеников (проф. P. . Зайнуллииа, проф. М.В. Шахматова, и проф. В.П. Ерофеева и др.). Тем не менее, остаются нерешенными ряд задач, связанных с оценкой напряженного и предельного состояния мягких прослоек с малыми значениями коэффициента механической неоднородности и развитыми мягкими прослойками. [c.49]

По условию статической эквивалентности осевых напряжению действующему усилению находим среднеинтегральные осевые напряжения, которые по аналогии с подходом O.A. Бакши будем принимать за предел текучести образца с мягкой прослойкой а [c.72]

Тем не менее, при определенных ограничениях режимов сварки, возможно обеспечивать равнопрочность сварного соединения и основного металла, несмотря на наличие в них мягких прослоек. Основным способом повышения работоспособности таких сварных соединений являются уменьшение относительной толщины мягких прослоек путем регулирования термических циклов сварки (уменьшение погонной энергии и сопзпгствующее охлаждение наложение дополнительных швов в зоне термического влияния при малых погонных энергиях сварка на медных подкладках и др.). Заметим, что иногда механическая неоднородность может создаваться преднамеренно, например, с целью повышения технологической прочности предлагается производить мягкими или композиционными швами. При использовании этого технологического приема необходимо учитывать характер нагружения и температурные условия. При ударных нагрузках и отрицательных температурах возникает опасность хрупкого разрушения мягких прослоек и, в особенности, тонких. В мягких прослойках при нагружении реализуется объемное напряженное состояние, жесткость которого зависит от их толщины. Чем тоньше прослойка, тем более вероятно ее хрупкое разрушение. [c.278]

Для соединений, работающих при переменных нагрузках, следует подчеркнуть, что эффективными способами повышения лредела выносливости являются поверхностное пластическое деформирование зон высокой концентрации напряжений и поверхности мягкой прослойки, аргоно-дуговая обработка мест перехода от шва к основному металлу, а также использование контактного упрочнения мягких прослоек. [c.286]

На рисунках 4.4, б и 4.4, в показано напряженное состояние элементов объема мягкой прослойки и приконтактного участка твердого метапла. [c.292]

Рисуиок 4.4 Напряженное состояние элемента мягкой прослойки [c.293]