Автоматическая сварка, 2019, №08



2019 №08 (07)

DOI of Article 10.15407/as2019.08.01

2019 №08 (02)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 8, 2019, с. 10-15

Напряженно-деформированное состояние сварных и паяных узлов из разнородных материалов с мягкой прослойкой при температурно-силовом нагружении

В.В. Квасницкий¹, М.В. Матвиенко², Е.А. Бутурля², В.Ф. Квасницкий², Г.В. Ермолаев²

¹Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского». 03056, г. Киев, просп. Победы, 37. E-mail: kvas69@ukr.net
²Национальный университет кораблестроения им. адмирала Макарова. 54025, г. Николаев, просп. Героев Украины, 9. E-mail: welding@nuos.edu.ua

Исследовано напряженно-деформированное состояние (НДС) при температурно-силовом нагружении цилиндрических узлов из материалов одинаковой прочности, но отличающихся температурными коэффициентами линейного расширения (ТКЛР), с мягкой (с меньшим пределом текучести, чем у основного материала) прослойкой и средним температурным коэффициентом линейного расширения. Анализировались поля и эпюры напряжений и пластических деформаций узлов. Исследования НДС показали, что эффект совместного температурного (охлаждением) и силового (сжатием) нагружения узлов с мягкими прослойками проявляется в увеличении радиальных и окружных напряжений в обоих материалах, увеличении эквивалентных в материале с большим ТКЛР и прослойке и осевых в соединяемых материалах и, соответственно, уменьшении эквивалентных в материале с меньшим ТКЛР. Касательные напряжения при этом остаются практически такими же, как при чисто температурном нагружении. При смене охлаждения нагревом материалы меняются местами. Величина максимальных пластических деформаций в материале прослойки по границе раздела с основными материалами вблизи внешней поверхности при совместном температурно-силовом нагружении достигает 2,3 %. При этом осевые напряжения растяжения в хрупких материалах с низким ТКЛР (керамика, графит и др.) при охлаждении в узлах с мягкой прослойкой уменьшаются на величину сжимающих внешних напряжений, т. е. риск хрупкого разрушения снижается. Библиогр. 7, рис. 8.
Ключевые слова: диффузионная сварка, пайка, разнородные материалы, мягкая прослойка, напряжения, деформация, компьютерное моделирование, совместное температурное и силовое нагружение

Поступила в редакцию 08.05.2019
Подписано в печать 11.07.2019

Список литературы

1. Лобанов Л.М., Єрмолаєв Г.В., Квасницький В.В. та ін. (2016) Напруження та деформації при зварюванні і паянні. Підручник. Лобанов Л.М. (ред.). Миколаїв, НУК.
2. Квасницкий В.В., Ермолаев Г.В., Матвиенко М.В. (2017) Механика соединений при диффузионной сварке, пайке и напылении разнородных материалов в условиях упругости. Ермолаев Г.В. (ред.). Николаев, НУК.
3. Махненко В.И. (2006) Ресурс эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкцій. Київ, Наукова думка.
4. Махненко В.И., Квасницкий В.Ф. (2006) Напряженно-деформированное состояние узлов цилиндрической формы при диффузионной сварке. Автоматическая сварка, 2, 5–10.
5. Ermolaev G.V., Martynenko V.A., Olekseenko S.V. et al. (2017) Effect of the Rigid Interlayer Thickness on the Stress-Strain State of Metal-Graphite Assemblies under Thermal Loading. Strength of Materials, 49, 422–428.
6. Квасницкий В.В., Квасницкий В.Ф., Chunlin Dong и др. (2018) Напряженное состояние сварных и паяных соединений узлов из однородных материалов с мягкой прослойкой при осевой нагрузке. Автоматическая сварка, 4, 3–13.
7. Квасницкий В.В., Квасницкий В.Ф., Матвиенко М.В. и др. (2019) Напряженно-деформированное состояние сварных и паяных узлов из разнородных материалов с мягкой прослойкой при термическом нагружении, 5, 18–24.