Автоматическая сварка, 2016, №10



2016 №10 (02)

DOI of Article 10.15407/as2016.10.03

2016 №10 (04)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 10, 2016 г., с. 16-21
 

Прогнозирование предельных амплитуд цикла напряжений сварных соединений с установившимися остаточными напряжениями

В. А. Дегтярев

Институт проблем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины. 01014, г. Киев-14, ул. Тимирязевская, 2. E-mail: ips@ipp.kiev.ua
 
Реферат
В работе предложена методика определения диаграмм предельных амплитуд цикла сварных соединений с установившимися остаточными напряжениями растяжения по результатам испытаний малогабаритных образцов, которую можно рассматривать в качестве экспресс-метода расчета характеристик сопротивления усталости сварных соединений при отсутствии возможности проведения полномасштабных исследований и представлены соответствующие расчетные зависимости. Анализ литературных данных для разных типов сварных соединений показал удовлетворительное соответствие экспериментальных и расчетных значений пределов выносливости сварных соединений низкоуглеродистой и низколегированной сталей невысокой прочности. Установлено, что все диаграммы предельных амплитуд цикла сварных соединений с установившимися остаточными напряжениями заканчиваются на линии, где каждая точка при разных средних напряжениях цикла соответствует минимальной предельной амплитуде цикла сварного соединения со своим значением предельного установившегося остаточного напряжения, что обеспечивает реализацию предельного цикла напряжений. Показано, если при невысоких значениях установившихся остаточных напряжений относительное снижение пределов выносливости стыковых сварных соединений сталей разной прочности происходит практически на одинаковую величину, то с их повышением снижение предела выносливости стали с более высокими механическими характеристиками более значительно. Библиогр. 23, табл. 1, рис. 3.
 
Ключевые слова: амплитуда напряжений цикла, среднее напряжение цикла, предел текучести, установившееся остаточное напряжение, предел выносливости, диаграмма предельных амплитуд цикла
 
Поступила в редакцию 10.05.2016
Подписано в печать 04.10.2016
 

1. Дучинский Б. Н. Выносливость элементов сварных мостовых конструкций при переменных и знакопеременных напряжениях / Б. Н. Дучинский // Исследование прочности сварных мостовых конструкций, вып. 20. – М: Трансжелдориздат, 1956. – С. 86–163.
2. Окерблом Н. О. Сварочные напряжения в металлоконструкциях / Н. О. Окерблом. – М.–Л.: Машгиз, 1950. – 144 с.
3. Hobbacher A. Recommendations on fatigue of welded components / A. Hobbacher // IIW document X-1539-94-XV-845–94. – 112 p.
4. Труфяков В. И. Усталость сварных соединений / В. И. Труфяков. – К: Наукова думка, 1973. – 216 с.
5. Байкова И. П. Влияние внешней растягивающей нагрузки на сварочные деформации и напряжения / И. П. Байкова // Сварочное производство. – 1969. – № 6. – С. 3–5.
6. Ряхин В. А. Долговечность и устойчивость сварных конструкций строительных и дорожных машин / В. А. Ряхин, Г. Н. Мошкарев. – М.: Машиностроение, 1984. – 230 с.
7. Даусон Р. Вибрационное снятие напряжения и исследование его эффективности / Р. Даусон // Теоретические основы. – 1980. – 102, № 2. – С. 1–9.
8. Труфяков В. И. О влиянии остаточных напряжений на сопротивление усталости сварных соединений / В. И. Труфяков, Ю. Ф. Кудрявцев, П. П. Михеев // Автоматическая сварка. – 1988. – № 2. – С. 1–4.
9. Шульгинов Б. С. О предельных напряжениях цикла сварных соединений с высокими остаточными напряжениями / Б. С. Шульгинов, В. А. Дегтярев, В. В. Матвеев // Проблемы прочности. – 1984. – № 3. – С. – 58–61.
10. Труфяков В. И. Изменение сопротивления усталости сварных соединений под воздействием остаточных напряжений / В. И. Труфяков, П. П. Михеев, Ю. Ф. Кудрявцев: труды III Всесоюзного симпозиума [Остаточные технологические напряжения], (Кутаиси, октябрь, 1988). – М.: Институт проблем механики АН СССР , 1988. – С. 358–364.
11. Серенсен С. В. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность / С. В. Серенсен, В. П. Когаев, Р. М . Шнейдерович. – М.: Машиностроение, 1975. – 488 с.
12. Дегтярев В. А. Оценка предельных напряжений цикла сварных конструкций с высокими остаточными напряжениями по результатам испытаний малогабаритных образцов без остаточных напряжений / В. А. Дегтярев, Б. С . Шульгинов // Проблемы прочности. – 2008. – № 2. – С. 66–81.
13. Усталость металлов. Влияние состояния поверхности и контактного взаимодействия / В. Т. Трощенко, Г. В. Цыбанев, Б. А. Грязнов [и др.]. – К.: Институт проблем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины. – 2009. – 664 с. – (Прочность материалов и конструкций; т. 2).
14. Дегтярев В. А. Применение комплексной диаграммы предельных напряжений цикла для целей виброобработки / В. А. Дегтярев, В. И. Власенко // Тяжелое машиностроение. – 1992. – № 8. – С. 27–30.
15. Навроцкий Д. И. Прочность сварных соединений / Д. И. Навроцкий. – М.: Машгиз, 1961. - 177 с.
16. Труфяков В. И. О роли остаточных напряжений в понижении выносливости сварных соединений / В. И. Труфяков // Автоматическая сварка. – 1956. – № 5. – С. 90–103.
17. Мюнзе В. Х. Усталостная прочность сварных стальных конструкций / В. Х. Мюнзе. – М.: Машиностроение, 1968. – 311 c.
18. Труфяков В. И. Изменение остаточных напряжений в зонах концентрации напряжений при циклическом нагружении сварных соединений / В. И. Труфяков, О. И. Гуща, В. П. Троценко // Проблемы прочности. – 1976. – № 12. – С. 14–17.
19. Методические указания. Надежность в технике. Вероятностный метод расчета на усталость сварных конструкций: РД 50-694-90. – [действительный от 01.07.91]. – М.: Издательство стандартов, 1991. – 84 с.
20. Кудрявцев И. В. Усталость сварных конструкций / И. В. Кудрявцев, Н. Е. Наумченков. – М.: Машгиз, 1976. – 271 с.
21. Попова М. М. Сопротивление усталости сварных соединений стали 14Х2ГМР / М. М. Попова // Металлические конструкции кранов и исследование конвейеров. Тр. ЛПИ . – 1978. – № 362. – С. 70–74.
22. Ерегин Л. П. Статическая и усталостная прочность сварных стыковых соединений стали 09Г2С, выполненных по грунту и прокатной окалине / Л. П. Ерегин, Н. Е. Наумченков // Сварочное производство. – 1971. – № 11. – С. 36–39.
23. Одинг И. Л. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов / И. Л. Одинг. – М.: Машгиз, 1962. – 260 с.