Усталость сварных конструкций

Одно из испытаний на термическую усталость сварной конструкции больших размеров, выполненной из отрезков труб диаметром 305 мм и толщиной стенки около 60 мм из нержавеющих хромоникелевых аустенитных сталей и перлитной хромомолибденовой теплоустойчивой стали с однородными и разнородными сварными соединениями, проводилось следующим образом. [c.28]

РД-50-694-90. Методические указания. Надежность в технике. Вероятностный метод расчета на усталость сварных конструкций. [c.515]

В книге описано современное состояние вопроса о сопротивлении усталости сварных конструкций в машиностроении. Освещены особенности усталостных разрушений сварных конструкций в связи с масштабным фактором, остаточной напряженностью, способом сварки, характером нагружения и конструктивными формами. Приведен экспериментальный материал по усталости стыковых, нахлесточных, тавровых, штуцерных, трубных соединений, несущих элемеитов балочного и рамного типов, а также по влиянию наплавок из аустенитных сталей и цветных металлов на сопротивление усталости крупных стальных валов. Значительная часть книги отображает результаты экспериментальных работ, выполненных под руководством авторов или при их участии. [c.2]

Рациональное проектирование сварных конструкций. Следует придавать важное значение конструктивному оформлению сварных соединений. В этой связи с целью повышения усталости сварных конструкций могут быть использованы следующие меры. [c.224]

УСТАЛОСТЬ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ [c.272]

При выборе м,арки стали для сварных конструкций, работающих на усталость при низких температурах, учитывать повышение критической температуры в процессе накопления усталостных повреждений. [c.85]

Сравнение расчетов, полученных по этой методике, с опытами приводит к обнадеживающим результатам, позволяющим ожидать, что расчет на малоцикловую усталость относительно толстостенных сварных конструкций вполне реален. [c.239]

Во многих случаях конструктивные размеры определяются требованиями прочности. В случаях, когда существует риск коррозионного растрескивания под напряжением (см. 4.11), необходимо убедиться, что растягивающие напряжения не превосходят верхнего предела, который с точки зрения коррозионного растрескивания допустим для данного сплава. При переменной нагрузке необходимо убедиться, что не превышен предел усталости. Иначе может произойти усталостное или коррозионно-усталостное повреждение (см. ри. 4.11). Опасность растрескивания от коррозии под напряжением, усталости или коррозионной усталости особенно велика там, где имеются концентраторы механических напряжений, например надрезы и маленькие отверстия, а также места резкого изменения формы. Эти неоднородности должны быть учтены путем введения коэффициента формы при силовом расчете размеров конструкции. В случае сварных конструкций необходимо также принимать во внимание, что прочность материала, а также его сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением, усталости и коррозионной усталости в месте шва или около него бывает часто пониженным. [c.94]

При выборе значений эффективных коэффициентов концентрации напряжений для рассчитываемых элементов [16] надлежит иметь в виду, что при несоответствии качества изготовления требуемому возможно существенное уменьшение сопротивления усталости [25]. Опыт эксплуатации кранов дает случаи преждевременных усталостных разрушений их металлических конструкций. Часто это происходит из-за дефектов в сварных конструкциях [26]. [c.158]

СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МНОГОСЛОЙНЫХ КОНСТРУКЦИЙ [c.256]

Сопоставление сопротивления усталости стыковых соединений монолитного и многослойного металла. Надежность и долговечность многослойных сварных конструкций, предназначенных для длительной эксплуатации в условиях циклического нагружения, во многом зависит от способности соединений сопротивляться усталостным разрушениям. До последнего времени наиболее полные исследования усталости сварных соединений выполнялись применительно к монолитному металлу [6]. Результаты этих исследований широко используются в инженерной практике при расчетах и проектировании монолитных сварных конструкций. Применительно к многослойным конструкциям сведения о сопротивлении усталости сварных соеди- [c.258]

Сопоставление сопротивления усталости сварных соединений монолитного и многослойного металла осуществлялось на образцах (рис. 2) со стыковым швом, выполненным ручной сваркой (сталь марки Ст. 3 сп). При испытании образцов учитывались основные факторы, определяющие сопротивление усталости сварных соединений реальных конструкций. Так, концентрация напряжений, создаваемая формой соединения, соответствовала реальным конструкциям. Образцы имели сечение достаточное для того, чтобы остаточные напряжения в них достигали максимальных значений. Образцы испытывались при осевом нагружении по описанной выше методике. Усталостные трещины в монолитных образцах зарождались на поверхности пластин — по линии сплавления шва с основным металлом. Очаги зарождения усталостных трещин в многослойных образцах чаще всего располагались между слоями тонколистового металла в зонах стыковых швов. Критерием разрушения монолитных образцов при испытаниях служила начальная стадия развития усталостных трещин, соответствующая глубине 4 мм. [c.259]

Сопоставление сопротивления усталости стыковых соединений, нахлесточных соединений с прикреплением патрубков и многослойного металла с перфорационными отверстиями. Основным видом несущего соединения многослойных конструкций является стыковой монолитный шов, выполненный автоматической или ручной сваркой. Исходя из этого, при расчетной проверке многослойных конструкций на выносливость в качестве основного расчетного сопротивления принимаются характеристики сопротивления усталости стыкового соединения, устанавливаемые нормами расчета на прочность на основании результатов соответствующих экспериментов. Таким соединениям, как вварка различного рода патрубков и устройство отводов в многослойной стенке, а также другим конструктивным особенностям (устройство перфорационных отверстий) отводится второстепенная роль. Однако эти элементы в конструкциях из монолитного металла создают повышенную в сравнении со стыковыми соединениями концентрацию напряжений, которая, в большинстве случаев, является определяющим фактором, обусловливающим инициирование и развитие усталостных разрушений. Эти виды соединений могут определять также несущую способность многослойных сварных конструкций, подвергающихся в эксплуатационных условиях воздействию циклических нагрузок. Все это потребовало выполнения специальных исследований, связанных с сопоставлением сопротивления усталости рассмотренных видов соединений. Испытаниям подвергались три серии образцов первая — эталонный многослойный образец со стыковым соединением вторая — образец, воспроизводящий устройство перфорационных отверстий в многослойной стенке третья — образец, воспроизводящий вварку угловыми швами мо- [c.260]

Примерно в то же самое время ряд других инженеров обратился к исследованиям усталости при повторных пульсирующих нагрузках. Одновременно с быстрым развитием сети железных дорог кирпичные и каменные мосты стали заменять стальными сварными конструкциями. При этом возникли вопросы о возможности использования стальных мостов на железных дорогах. Были проведены натурные испытания клепаных балок. Некоторые балки длиной 22 фута (670 см) и высотой 16 дюймов (41 см) испытывались на миллионы циклов. К 1900 г. по результатам исследований усталости было опубликовано более 80 статей, в которых сообщалось о разрушениях вследствие усталости не только осей железнодорожных вагонов и мостовых конструкций, но и цепей, коленчатых валов, валов гребных винтов и проволочных канатов [c.169]

Труфяков В, И. Усталость сварных конструкций.— Киев Наук, думка, 1973.— 216 с. [c.336]

В отечественной литфатуре следует отметить монографию И.В. Кудрявцева и Н.Е. Науменкова [316], в которой описано современное состояние вопроса о сопротивлении усталости сварных конструкций в машиностроении. [c.201]

Уже в 1931 г. некоторые технические условия в Гер-.маиии учитывали влияние усталости сварных конструкций. В то время считалось, что Сварные швы я1вляются наименее прочным элементом конструкции. Однако результаты лабораторных испытаний показали, что в большинстве случаев, когда размеры соединения выбираются из условий равнопрочности при статическом нагружении, наименее прочным элементом в условиях усталости оказываются соединяемые детали, что обусловлено концентрацией папряжений в основном материале при наличии сварного шва. На основании этих данных в технические условия были внесены необходимые изменения, обеспечивающие необходимое сопротивление усталости как соединяемых деталей, так и сварных швов. [c.8]

Карзов Г. П., Леонов В. П., Марголин Б. 3. Развитие усталостных трещин в элементах сварных конструкций с учетом технологических напряжений//Докл. IV Всесоюзн. симпозиума Малоцикловая усталость — механика разрущения, живучесть и материалоемкость конструкций .— Краснодар КПИ, 1983.—С. 12-15. [c.368]

Расчет на сопротивление усталости машиностроительных сварных конструкций можно проводить по основному металлу вблизи шва, если обеспечена статическая равнопроч-ность со швами. [c.67]

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]

Если иметь в виду необходимость изучения поведения сварных конструкций, изготовленных с применением широкого круга конструкционных сталей и присадочных материалов, а также накопление усталости и выполнение сварки в самом широком диапазоне температур (до минус 50— —70°С), то вопрос о влиянии усталостных нагрузок на хладостойкость сварного соединения в настоящее время исследован далеко не в полной мере. Для разработки эффективных мер по обеспечению хладостой-кости сварных конструкций необходимо усилить исследования их уста- [c.81]

В этой связи прежде всего следует отметить, что в последнее время все чаще встречаются предложения, касающиеся расчета сварных конструкций на усталость, в которых полностью игнорируется стадия зарождения трещины. Предполагается, что она составляет небольшую долю общей долговечности соединения, а при наличии дефектов в ихвах становится совсем ничтожной. Поэтому расчетный ресурс сварных соединений и конструкций рекомендуется определять исходя только из стадии развития усталостной трещины. Такой подход нашел отражение в некоторых зарубежных стандартах [5 и др.]. [c.185]

Важное место в них занимают работы по определению прочности и работоспособности многослойных сосудов в том числе исследованию конструктивнотехнологических особенностей многослойных стенок и их способности сопротивляться хрупким и вязким разрушениям. Важными также являются разработки методик расчета конструкций с учетом взаимодействия слоев, наличия сварных швов, механических и термических нагрузок. К перечисленным следует добавить работы по изучению малоцикловой усталости многослойных конструкций, исследования сопротивлений многослойных элементов их действиям импульсных нагрузок, а также работы по конструктивной прочности. [c.3]

Для получения таких данных в ИЭС им. Е. О. Патона АН УССР выполнены соответствующие сравнительные экспериментальные исследования. При проведении экспериментов характеристики усталости сварных соединений определялись на крупномасштабных образцах в зависимости от вида сварки, химического состава и механических свойств основного металла, а также конструктивных особенностей многослойных конструкций. [c.257]

Соиротинление усталости сварных соединений многослойных конструкций / [c.387]

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]

Исследованию процессов усталости и разработки рациональных средств повышения выносливости сварных соединений посвящено вееьма большое количество опубликованных исследовательских работ. В этом направлении в Советском Союзе и за рубежом за последние годы достигнуты значительные успехи. Однако число аварийных разрушений от усталости в эксплуатации сварных конструкций продолжает оставаться значительным и растет вместе с ростом применения сварки. Это требует дальнейших изысканий как в теоретическом, так и в экспериментальном аспекте. Вместе с тем является актуальным и обобщение уже выполненных в этой области исследований и широкая пропаганда их с целью рациональных выборов конструктивных, металлургических и технологических средств, обеспечивающих достаточную прочность и долговечность сварных конструкций. Высокое качество и хорошая работоспособность соединения зависят в значительной степени от технологов-сварщиков. Дефекты соединения могут снизить его работоспособность. Однако и безукоризненно выполненный сварочный процесс может не обеспечить должных эксплуатационных качеств соединения, если не выбраны должным образом конструктивные формы соединения и свариваемый основной металл. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...