Слоистое растрескивание
Cтраница 1
 |
Развитие усталостных трещин и механизм разрушения сварных Т - образных узлов при сложных нагрузках ( растяжение с изгибом. [1] |
Слоистое растрескивание - одна из форм разрушения материала, которая состоит в возникновении расслоений в листах, нагруженных по их толщине. Такой тип нагрузки имеет место в судовых или родственных им океанических конструкциях, где применяются многочисленные крестообразные и Т - образные соединения. [2]
Опасность слоистого растрескивания должна учитываться при эксплуатации морских платформ для бурения, строительных конструкций ( фермы, мосты), экскавационной и подъемно-транспортной техники и других видов сварных конструкций. В процессе эксплуатации возможно развитие трещин в плоскостях, параллельных направлению прокатки, относительно которых материал обладает пониженным сопротивлением развитию трещины. [3]
Характеристики сопротивления слоистому растрескиванию и характеристики механических свойств листового проката в направлении толщины ( Z-направление) определяли на образцах, представленных на рис. 2.5. В целом площади сечений образцов изменялись в пределах от 7 до 2500 мм2, а их длины в пределах от 10 до 500 мм. [4]
Склонность сварного соединения к слоистому растрескиванию определяется влиянием трех основных факторов: свойствами стали в направлении толщины листа, конструкцией сварного узла и технологией сварки. Первый фактор имеет доминирующее значение и его рассмотрению уделено особое внимание, включая исследования причин и механизмов СР, разработку методов испытаний и оценку сопротивления стали разрушению. [5]
 |
Зависимость lg dZ / dTV - IgAtf ( а и кривые усталости ( б для образцов. [6] |
Это различие объясняется повышенной склонностью ниобиевой стали к слоистому растрескиванию. Такой материал характеризуется меньшей долговечностью и усталостной прочностью до возникновения трещины ( рис. 4), вследствие чего усталостные повреждения будут образовываться при более низком уровне напряжений, чем уровень, необходимый для возникновения усталостных повреждений при нагрузках, действующих в направлении X и У. [7]
 |
Зависимость lg dZ / dTV - IgAtf ( а и кривые усталости ( б для образцов. [8] |
Таким образом, анизотропия механических свойств стальных листов, вызывающая склонность к слоистому растрескиванию во время сварки конструкции, может приводить к снижению сопротивления конструкции усталостному разрушению. Проведенные исследования показали, что слоистое растрескивание - это не только сварочная технологическая проблема, но и явление, оказывающее влияние на безопасность конструкции, которое следует учитывать в прочностном анализе при проектировании конструкции заданной долговечности. [9]
Существенное значение имеет выбор в качестве ответственных узлов судовых конструкций материала с высокой сопротивляемостью слоистому растрескиванию с целью исключения усталостных трещин, возникающих не только в силу высокой концентрации напряжений, но и в связи с низкой сопротивляемостью разрушению материала, нагруженного перпендикулярно к плоскости прокатки. Материал ответственных узлов конструкции должен быть исследован на сопротивляемость развитию усталостных трещин под действием нагрузок, направленных по толщине листа для оценки степени анизотропии материала и прогнозирования усталостного поведения конструкции. [10]
Таким образом, использование экспериментальных методов в сочетании с расчетными оценками на базе механики разрушения позволяет дать более обоснованную оценку склонности сталей к слоистому растрескиванию. Данная информация, наряду с рекомендациями по конструктивному совершенствованию элементов сварных конструкций и технологии сварки, является основой для оптимального проектирования конструкций с повышенным сопротивлением возникновению и развитию слоисто-хрупких и слоисто-вязких разрушений. [11]
 |
Зависимость lg dZ / dTV - IgAtf ( а и кривые усталости ( б для образцов. [12] |
Таким образом, анизотропия механических свойств стальных листов, вызывающая склонность к слоистому растрескиванию во время сварки конструкции, может приводить к снижению сопротивления конструкции усталостному разрушению. Проведенные исследования показали, что слоистое растрескивание - это не только сварочная технологическая проблема, но и явление, оказывающее влияние на безопасность конструкции, которое следует учитывать в прочностном анализе при проектировании конструкции заданной долговечности. [13]
 |
Зависимость скорости развития усталостных трещин в стали St41 ( светлые точки и 15 G2ANb ( черные точки от Д в направлении YX ( а и X ( б. 1 - 8 - порядковые номера образцов. [14] |
Усталостные трещины возникают обычно на границе сплавления шва, учитывая концентрацию напряжений, и последовательно распространяются перпендикулярно к поверхности листа. Такая трещина, встречая на определенной глубине расслоение или материал с низкой сопротивляемостью слоистому растрескиванию, может изменить направление на параллельное поверхности листа и при значительном ускорении распространения привести к раннему разрушению соединения. [15]
Страницы: 1 2