Деформации пластические в сварном при статических нагрузках

В то же время, известно, что сварочные напряжения снижают прочность конструкций из хрупких материалов, неспособных давать пластические деформации. Следовательно, в конструкциях из малоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, внутренне уравновешенные сварочные напряжения могут снизить прочность сварного соединения лишь в том случае, если материал сварного соединения будет приведен в хрупкое состояние, т. е. практически полностью потеряет способность пластически деформироваться. Такое состояние материала может иметь место при температурах ниже критической температуры хрупкости, которая зависит от формы образца. В этом случае сварочные напряжения, суммируясь с напряжениями от внешней нагрузки, приведут к снижению величины разрушающей нагрузки. Однако, если этим исключительно тяжелым условиям работы предшествовала работа конструкции в более легких условиях (например, при положительной температуре), то снижения разрушающей нагрузки не произойдет вследствие смягчения остроты концентратора напряжений за счет пластических деформаций, происшедших при предшествующих нагружениях. Этим и объясняется то обстоятельство, что в реальных конструкциях при статических нагрузках практически не наблюдается снижения прочности от действия остаточных напряжений. [c.97]

Определение прочности сварных образцов при статической нагрузке в условиях, когда возможно их хрупкое разрушение (при высокой концентрации напряжений и низкой температуре), было проведено Институтом электросварки им. Е. О. Патона [27]. Испытанию подвергались образцы, показанные на фиг. 30. Часть образцов до испытания подвергались предварительному растяжению. Испытание при температуре Т = —60° С показало, что предел прочности при наличии резкой концентрации напряжений снижается. При этом образцы, подвергнутые начальному растяжению, производимому при нормальной температуре, имели более высокую прочность, чем образцы, разрушение которых при низкой температуре производилось без предварительного нагружения. Исследования, проведенные Институтом электросварки, прежде всего указывают не на влияние остаточных напряжений, а на большое значение концентраторов напряжений в условиях хрупкого разрушения. В этих условиях предварительное нагружение конструкций, производимое при нормальной температуре, способствует повышению их работоспособности. Объяснить это можно тем, что местные пластические деформации, появляющиеся при предварительном растяжении в наиболее опасном для прочности участке с высокой концентрацией напряжений, сглаживают резкость изменения формы, что приводит [c.97]

Испытания на разрыв статической нагрузкой и ударом сварных соединений из малоуглеродистой стали, проведенные в температурном интервале от +20° до —60° С показали, что наблюдаемые в обычных типовых соединен иях различия формы не имеют существенного значения и прочность их всех является одинаковой [14 ]. При этом разрушение как при статической нагрузке, так и при ударе, производимом свободно падающим грузом, происходит в сечении по основному металлу, расположенному вдали от сварного шва и сопровождается значительными пластическими деформациями. В таких условиях первоначальная концентрация напряжений не может оказывать влияния на прочность, так как при пластическом деформировании происходит выравнивание напряжений и концентрация напряжений значительно снижается или даже полностью пропадает. [c.24]

Вибрация. Наряду с приложением статических нагрузок все большее применение находит вибрация. В основе устранения остаточных деформаций при вибрации лежит тот же самый принцип, что и при статических нагрузках — протекание пластических деформаций удлинения металла в зонах сварных соединений. Преимущества вибрации состоят в том, что положительный эффект достигают на более простом оборудовании, а действующие силы оказываются меньше, так как текучесть металла при вибрации происходит при более низких напряжениях, чем при статическом нагружении. [c.74]

При последуюш.их нагружениях до напряжении, определяющихся нагрузкой Р весь образец будет работать опять упруго, причем основная часть — согласно линии аЬ на кривой 1 (рис. 1.9, б), а металл мягкой прослойки — согласно линии d. В ряде случаев при таком состоянии образец (деталь) вполне работоспособен и угрозы его преждевременного разрушения при статической нагрузке нет. Однако, если существуют дополнительные факторы, например действие химически агрессивных сред, возникшие пластические деформации могут привести к понижению работоспособности, при этом усиливается местная коррозия металла, как это иногда имеет место в сварных конструкциях вблизи швов или в швах (при разрушениях, связанных с каустической хрупкостью, и др.). [c.29]

В зоне непроваров швов сварных соединений при статических нагрузках резко уменьшаются пластические свойства. При испытании на разрыв плоских образцов непровар снижает величину местных пластических деформаций и уменьшает протяженность поля больших пластических деформаций (>8%) по сравнению с полностью проваренными образцами. Непровар затормаживает развитие пластической деформации металла и повышает склонность сварного соединения к хрупкому разрушению. [c.44]

При статических и ударных нагрузках процесс разрушения сварных соединений из малоуглеродистых и низколегированных сталей сопровождается значительными пластическими деформациями и поэтому в этих условиях концентрация напряжений, за исключением некоторых особых случаев, на прочность влияния не оказывает. [c.91]

Многолетний опыт сооружения и эксплуатации стальных сварных конструкций показал, что прочность их при статической и динамической нагрузках в большинстве случаев не зависит от наличия остаточных напряжений. При остаточных напряжениях может измениться величина усилий, вызывающих местный переход напряжений за пределы текучести и появление пластических деформаций. По достижении в наиболее напряженных точках конструкции предела текучести дальнейший рост напряжений прекратится, так как произойдет перераспределение напряжений на прилежащие зоны металла. Этим обеспечивается высокая прочность сварных конструкций. [c.231]

Механизм разрушения при статических нагрузках принято связывать с изменением локальных механических свойств в зонах дефектов. Причиной этих изменений может являться деформационное старение, а также повышение хрупкости металла сварных соединений вследствие обогащения его водородом и повышения содержания углерода. Явления деформационного старения могут наблюдаться в областях пластических деформаций, возникающих в зонах дефектов при остывании или при повторных нагревах металла шва (термопластические деформации), а также при предварительных нагружениях, когда в вершинах концентраторов напряжений развива- [c.20]

В таких условиях первоначальная концентрация напряжений, наблюдающаяся в различных сварных соединениях, не может оказывать влияния на их прочность, так как в процессе развития пластических деформаций происходит выравнивание напряжений, и к моменту разрушения сварного соединения напряжения в его опасном сечении полностью выравниваются. В связи с этим прочность многих различных по форме соединений, характеризующихся различной степенью концентрации напряжений в упругой стадии их работы, при испытании статической нагрузкой оказывается одинаковой. Это подтверждается многочисленными испытаниями сварных соединений. В частности это следует и из результатов, приведенных в табл. 6, полученных при испытании соединений, выполненных из стали марки М16С, применительно к условиям, характерным для сварных мостовых конструкций [16]. Эти данные показывают, что прочность различных по форме образцов при статической нагрузке является одинаковой во всем диапазоне изменения температур, возможных в реальных условиях. По этим данным можно также видеть, что предел прочности и предел текучести при понижении температуры несколько повышаются, тогда как характеристики пластичности (6 и г])) соответственно понижаются. В образце с отверстием, который характерен для клепаных конструкций, пластические деформации значительно меньше, чем в образцах со сварными соединениями. Это объясняется тем, что в образце, ослабленном отверстием, деформации концентрируются на очень коротком участке в районе ослабления. [c.63]

При статической нагрузке остаточные сварочные напряжения не влияют на прочность сварных соединений и конструкций, когда металл сохраняет способность пластически деформироваться. Если напряжения от внешней нагрузки складываются с остаточными напряжениями, наступает местная пластическая деформация, в результате которой увеличение напряжений выше предела текучести не происходит. Местная текучесть обычно захватывает небольшие участки сварного соединения и не исчерпывает пластических свойств металла. В результате местной текучести прочность, а также геометрические размеры соединения илн конструкции не изменяются или изменяются незначите-чьно, однако это явление не желательно в конструкциях точных станков и приборов. [c.355]

Если Ов и (Тт металла шва равны или больше основного металла (шов — твердая прослойка), то сварные соединения при таком испытании нечувствительны к дефектам при статических нагрузках, так как локализация пластических деформаций и разрушение будет происходить по основному металлу. Это имеет место обычно в соединениях низкоуглеродистой стали, сваренных качественными электродами (Э42, Э42А и др.), и при автоматической сварке под флюсом (в том и другом случае металл- шва легируется), а также в сварных соединениях стали типа 12Х18Н10Т. [c.155]

В отношении сварных конструкций рассмотрим статическую прочность при низких температурах, освещенную в трудах В. В. Шверницкого. Рассмотрение происходящих разрушений показывает, что чаже при статистической нагрузке они происходят при рабочих номинальных напряжениях значительно ниже допустимых (зарегистрированы случаи хрупких разрушений при номинальных напряжениях 3,5—5 кг мм ). Обычно разрушение начинается от дефекта, образовавшегося при сварке, или от концентратора напряжений, создаваемого конструкцией сварного соединения. В месте разрушения отсутствует пластическая деформация несмотря на то, что стандартные испытания металла показывают [c.174]

Расчет строительных конструкций осуществляется в соответствии со строительными нормами и правилами [1]. Получаемый при этом уровень номинальной нагруженности сварных элементов и уровень концентрации напряжений свидетельствуют о возникновении в зонах концентрации локальных пластических деформаций, которые при повторном характере внешней нагрузки приводят к образованию трещины малоцикловой усталости. Так, при обследовании воздухонагревателей доменных печей появление трещин в кожухе было зафиксировано после 2—3 лет эксплуатации, что соответствовало 5 — 6 тыс. циклов. В подкрановых балках тяжелого режима работы повреждения в виде поверхностных трещин вдоль угловых швов приварки верхнего пояса к стенке наблюдались при числах циклов до 2 х 10 , или после 4 лет эксплуатации, в газгольдерах аэродинамических станций — после 4 X 10 циклов нагружения. Опасность появления трещин малоцикловой усталости в сварных конструкциях связана с тем, что трещина данной длины может при определенном соотношении уровня 4нагрузки, климатической температуры эксплуатации, скорости нагружения и других факторов оказаться критической, что приводит к катастрофическому хрупкому разрушению. Раз-рушение может наступить в разный период эксплуатации в зависимости от наступления критического сочетания инициирующих факторов. В этом заключается определенное отличие в разрушении циклически нагруженных конструкций по сравнению со статически нагруженными, основная масса аварий которых приходится на период эксплуатации с первыми похолоданиями при дальнейшей эксплуатации таких конструкций число хрупких разрушений резко сокращается (рис. 9.1). Для циклически нагруженных конструкций в первую зиму и во время испытаний разрушается только 34% конструкций от общего числа зарегистрированных разрушений. При последующей эксплуатации в течение примерно трех лет разрушения отсутствуют, и затем число разрушений начинает увеличиваться с 4 до 10% в год. Такой характер распределения разрушений конструкций под воздействием повторных нагрузок связан с необходимым периодом подрастания дефектов до критических размеров, и поэтому в течение определенного периода разрушения не наблюдаются. При дальнейшей эксплуатации идет накопление повреждений и развитие трещин усталости до образования полного разрушения. [c.170]

В процессе эксплуатации изменение размеров происходит под влиянием дополнительного силового воздействия на сварную деталь. Если сумма + Сраб достигает предела текучести, возникает необратимая пластическая деформация. Нагружение детали может возникнуть в процессе перевозки и монтажа. Различают нагружение детали статическими и переменными (вибрационными) нагрузками. При статическом нагружении двутавровой [c.230]

Приложение нагрузок к элементам сварных конструкций. Возможно приложение нагрузок в процессе выполнения сварки или после полного остывания. Первый прием применяют крайне редко. Методы статического нагружения используют растяжение или изгиб с образованием растягивающих напряженит в зонах, где остаточные напряжения максимальны. При сложении напряжений и достижении возникают пластические деформации. Полное снятие остаточных напряженпй может быть достигнуто, если нагрузка при растяжении вызовет текучесть всего сечения элемента, однако такие условия практически трудно обеспечить. [c.177]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...