Размеры трещин и контроль элементов конструкций

РАЗМЕРЫ ТРЕЩИН И КОНТРОЛЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ [c.65]

При обосновании прочности и ресурса элементов конструкций важное место занимают исследования сопротивления материалов хрупкому и циклическому нагружению на стадиях возникновения и развития трещин. Получение данных о скоростях развития и критических размерах трещин в связи с напряженно-деформированным состоянием, характеристиками материала, температурой и другими эксплуатационными параметрами позволяет надежно оценить живучесть конструкции и в ряде случаев, при наличии соответствующего контроля по состоянию, существенно увеличить срок службы элементов конструкций. [c.445]

Линейная механика разрушения, в рамках которой наибольшее значение имеют коэффициент интенсивности напряжений и его критическое значение, явилась основой расчетов прочности с учетом дефектов типа трещин при сравнительно небольших уровнях номинальных напряжений в зоне трещин (порядка 0,3—0.6 от предела текучести). Вместе с тем для ответственных и высоконагруженных элементов конструкций при фактических уровнях напряжений в зонах трещин, достигающих предела текучести или превышающих его, и реальных размерах дефектов, удовлетворяющих нормам дефектоскопического контроля, использование уравнений и критериев линейной механики разрушения становится необоснованным. При этих условиях размеры пластических зон превышают размеры трещин и сами трещины могут оказаться в пластически деформированных областях элементов машин и конструкций. [c.7]

Вопрос о том, какому размеру усталостной трещины уделять внимание на практике, определяется условием дости ения предельного состояния тела с трещиной и возможностями методов и средств неразрушающего контроля, используемыми на практике для выявления трещин. Исходя из представлений о длительности процесса развития трещин и возможностей неразрушающих методов и средств контроля, а также доступности самих мест контроля эту проблему можно рассматривать непосредственно в рамках рассмотренного выше вопроса об относительной живучести материала. Живучесть основных силовых элементов конструкции оказывается достаточной для введения обоснованного и экономически целесообразного надежного периодического контроля. Вместе с том даже в однотипных элементах конструкций могут возникать усталостные трещины в результате повреждения поверхности детали в разных сечениях и зонах с различной концентрацией нагрузки. В этих условиях стратегия определения периодичности осмотра, выбор и обоснование метода и средств контроля не мог>т быть рассмотрены с общих позиций. Необходим анализ особенностей проведения контроля по таким различным критериям, как доступность зоны контроля, геометрия детали, месторасположение трещины, периодичность осмотров с учетом кинетики роста трещины в зоне контроля, чувствительность метода и стоимость процедуры контроля. Интенсивность осмотров и их трудоемкость могут перекрывать положительный эффект от эксплуатации элемента конструкции по принципу безопасного поврежде- [c.65]

Как указывалось выше, большое влияние на качество сварной конструкции оказывают точность подготовки свариваемых кромок и сборка изделия. Несоответствие формы разделок под сварку и зазоров между свариваемыми элементами требуемым, сборка изделия с большим объемом подгоночных операций могут привести к наличию непроваров в швах, чрезмерному короблению конструкции и появлению в ней трещин. Поэтому контроль операций заготовки и сборки является весьма важным этапом в общей серии контрольных операций, обеспечивающих получение изделий высокого качества. Перед сборкой и в процессе ее проведения должна проверяться с помощью соответствующих шаблонов правильность выполнения разделок под сварку. Перед сваркой должны быть проверены основные размеры сварного узла. Для ряда конструкций, например диафрагм, основные сборочные размеры фиксируются в формулярах. Величины допускаемых отклонений сборочных размеров от проектных обычно оговариваются в соответствующих технических условиях на изготовление конструкции. [c.95]

Причины этих разрушений связаны как с использованием новых материалов, так и со стремлением создать более эффективные конструкции. Внедрение высокопрочных конструкционных сплавов, широкое использование сварки, применение в некоторых случаях деталей с утолщенными сечениями, использование уточненных методов расчета способствовали снижению несущей способности элементов конструкций до критического уровня, при котором допускается локальная пластическая деформация без разрушения. В то же самое время особенности технологии сварки, наличие остаточных напряжений после механической обработки, несовершенства сборки повысили потребность в специальном создании локальных пластических деформаций в качестве средства предотвращения разрушения. Увеличение интенсивности переменных во времени эксплуатационных нагрузок и повышение агрессивности окружающей среды также в ряде случаев способствовали разрушению. Все это явилось причиной развития основных положений и разработки систем контроля. Подобные системы обычно включают в себя контроль номинальных напряжений и размеров существующих трещин, с тем чтобы они всегда оставались ниже уровня, который является критическим для материала, используемого в элементе конструкции или машины. [c.61]

Если исключить из рассмотрения выходы из строя машин и конструкций вследствие резких нерасчетных перегрузок, природных воздействий, не поддающихся контролю, грубых ошибок при проектировании или эксплуатации или неблагоприятного сочетания перечисленных факторов, то остальные случаи наступления предельных состояний можно отнести преимущественно к одной из двух больших групп. Первую группу образуют предельные состояния, наступившие в результате постепенного накопления в материале рассеянных повреждений, приводящих к зарождению и развитию макроскопических трещин. Часто зародыши и очаги таких трещин, вызванные несовершенством технологических процессов, содержатся в объекте до начала его функционирования. Причиной выхода объекта из строя является развитие трещин до опасных или нежелательных размеров. Если трещина не обнаружена своевременно, ее развитие может привести к аварийной ситуации. Вторая группа состоит из предельных состояний, связанных с чрезмерным износом трущихся деталей и поверхностей, находящихся в контакте с рабочей или окружающей средой. Предельные состояния первой группы типичны для несущих элементов, работающих при высоких уровнях общей нагруженности. Случаи, когда несущие элементы испытывают интенсивное изнашивание, сравнительно редки. Рассмотрим более детально первую группу предельных состояний. [c.13]

Внешний осмотр служит для определения наружных дефектов сварных швов несоответствие геометрических размеров швов проектным (размеры швов и дефектов определяют измерительным инструментом и специальными шаблонами), подрезы, непровары, поверхностные трещины и наружные поры, крупная чешуй-чатость и неравномерность шва, незаплавленные кратеры, коробление изделия или отдельных его элементов. Внешний осмотр производят невооруженным глазом или лупой не более 10-кратного увеличения. Контролю внешним осмотром подвергают все сварные конструкции. [c.148]

Рассмотрим условия, опреде.пяющие долговечность элемента конструкции на стадии развития трещины. Как указывалось, число циклов, соответствующее росту трещины от начальной длины и до критической /с, определяет долговечность данного элемента конструкции по числу циклов. Чтобы обеспечить прочность конструкции, долговечность должна быть больше числа перемен заданной нагрузки. Таким образом, наряду с оценкой материала по классической кривой Велера, существенную информацию о поведении элемента конструкции с трещиной в условиях усталости должна дать механика разрушения. Следовательно, в данном случае, как обычно, надо исходить из того, что начальный трещиноподобный дефект существует в конструкции с момента ее изготовления (несмотря на дефектоскопический контроль, который, как известно, имеет определенный допуск на размер не-обиаружпваемых дефектов). К сварным конструкциям это относится в большей мере, и в этом случае желательно иметь критические значения коэффициентов иитеисивиости напряжений (Кс или Я/с) для основного материала, материала шва и материала переходной, термически поврежденной, зоны. Кроме этого, для сварных конструкций я елательно в области сварного шва знать величину и распределение остаточных напряжений. Все это вместе взятое способствует уточнению расчетов. [c.272]

Конкретными критериями живучести, характеризуемыми числовыми значениями, являются регламентированные повреждения, требуемые длительности роста усталостных трещин от начальных до регламентированных размеров, начальные размеры производственных дефектов, начальные размеры надежно обнаруживаемых трещин при различных ввдах контроля, остаточная прочность. Эти критерии применительно к конструкциям летательных аппаратов разработаны на основе обобщения и анализа повреждений конструкций различных типов самолетов за многолетний период эксплуатации. Такой подход к установлению критериев живучести представляется наиболее эффективным, так как разрушение силовых элементов конструкций в эксплуатации происходит не только из-за усталостных повреждений, которые определяются путем расчетов и лабораторных исйьгганий конструкций, но и вследствие производственных, случайных, коррозионных повреждений, которые не поддаются расчетам и не воспроизводятся при лабораторных испытаниях конструкций. Кроме того, вследствие недостаточной имитации [c.419]

Особенно снижают прочность и уменьшают ресурс машин и конструкций макродефекты типа трещин, создающие предельно высокую концентрацию местных напряжений и деформаций. Размеры этих трещин в соответствии о требованиями дефектоскопического контроля элементов на стадии изготовления авиационных конструкций, химических аппаратов, сосудов давления, атомных и тепловых энергоустановок, транспортных средств, технологического оборудования изменяются в достаточно широких пределах — 1—100 мм (по эквивалентной площади), Обследование этих машин и конструкций на различных стадиях эксплуатации показало, что реальные размеры дефектов типа трещин, не приводящие к потере несущей способности, могут в 10 —10 раз превышать указанные вьш1е, поэтому существовавшее длительное время представление о недопустимости эксплуатации [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...