Автоматичне зварювання, 2023, №06



2023 №06 (05)

DOI of Article 10.37434/as2023.06.06

2023 №06 (01)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 6, 2023, с. 35-43

Математичне моделювання релаксації залишкових напружень при проведенні післязварювальної термообробки

О.В. Махненко, О.С. Міленін, О.Ф. Мужиченко, С.М. Кандала, О.М. Савицька, Г.Ю. Саприкіна

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

З метою зниження рівня залишкових напружень зварні з’єднання ряду конструкційних сталей піддають загальній чи локальній післязварювальній термообробці за режимом високого відпуску. Для забезпечення постійно зростаючих вимог до якості зварних з’єднань і оптимізації технології зварювання поряд з експериментальними методами досліджень широко використовують методи математичного моделювання. При математичному моделюванні процесу термічної обробки зварних з’єднань часто використовують спрощену функцію повзучості за законом Нортона-Бейлі при фіксованій температурі витримки, але при цьому не враховуються процеси в’язкого деформування, які мають місце при нижчих температурах під час повільного тривалого нагрівання і охолодження. Також існують більш загальні моделі, що дозволяють простежити процеси повзучості при проведенні післязварювальної термообробки під час витримки, нагрівання та охолодження.В роботі досліджувалась ефективність використання різних моделей температурної повзучості для математичного моделювання процесів релаксації залишкових напружень в зварних з’єднаннях з метою розробки рекомендацій за їх використанням для різних характерних випадків післязварювальної термообробки.Порівняння результатів моделювання процесу релаксації напружень, проведене на ряді прикладів, показало, що спрощена функція повзучості при короткотерміновій витримці під час загальної пічної термообробки може давати суттєву похибку відносно більш загальної моделі повзучості. Моделювання технології локальної термообробки показало, що складна геометрія вузла і невдалий вибір розташування нагрівальних елементів може призводити до негативних наслідків – утворення нових високих залишкових напружень. Належне моделювання процесів релаксації і перерозподілу залишкових напружень у зварних з’єднаннях та конструкціях у результаті загального (пічного) або локального післязварювального термо оброблення може оптимізувати процес термічної обробки та покращити якість та довговічність зварних конструкцій. Бібліогр. 16, табл. 1, рис. 12.
Ключові слова: післязварювальна термообробка, високий відпуск, залишкові зварювальні напруження, релаксація напружень, математичне моделювання, функція повзучості


Надійшла до редакції 10.05.2023

Список літератури

1. Корольков П.М. (2006) Термическая обработка сварных соединений. Київ, Екотехнологiя.
2. (2007) ASME boiler & pressure vessel code VIII Div 2e an international code. New York, The American society of Mechanical Engineers.
3. Махненко В.И. (2006) Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. Київ, Наукова думка.
4. (2013) Guide to methods of assessing the acceptability of flaws in metallic structures. The British Standards Institution. BS7910:2013.
5. Махненко О.В., Кандала С.М., Басистюк Н.Р., Черкашин М.В. (2021) Математичне моделювання залишкових напружень во внутрішньокорпусних елементах ВВЕР-1000 після термічної обробки. Автоматичне зварювання, 3, 10–16. https://doi.org/10.37434/as2021.03.02
6. Степанов Г.В., Харченко В.В., Бабуцкий А.И. и др. (2006). Напряженно-деформированное состояние узла приварки коллектора к патрубку корпуса парогенератора при локальной термообработке. Проблемы прочности, 6, 43–50.
7. Макаренко А.А., Махненко О.В. (2022) Математичне моделювання залишкових напружень в композитних зварних з’єднаннях кришки корпусу реактора ВВЕР-1000 з патрубками СУЗ. Автоматичне зварювання, 1, 33–40. https://doi.org/10.37434/as2022.01.05
8. Махненко О.В., Костеневич Е.С. (2020) Вплив технологічних параметрів дугового наплавлення антикорозійного шару в корпусі реактора ВВЕР-1000 на розподіл залишкових напружень. Там само, 12, 3–16. https://doi. org/10.37434/as2020.12.01
9. Работнов Ю.Н. (1966) Ползучесть элементов конструкций. Москва, ГИФМЛ.
10. Ильюшин А.А. (2004) Труды (1946–1966). Т. 2. Пластичность. Москва, Физматлит.
11. Катанаха Н.А., Семенов А.С., Гецов Л.В. (2013) Единая модель длительной и кратковременной ползучести и идентификация ее параметров. Проблемы прочности, 4, 143–157.
12. Betten J. (2008) Creep mechanics. Berlin, Heidelberg, New York, Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-540- 85051-9
13. Naumenko, K., Altenbach, H. (2007) Modeling of Creep for Structural Analysis. Berlin, Heidelberg, New York, Springer. https://www.springer.com/gb/book/ 9783540708346
14. Махненко О.В., Мирзов И.В., Порохонько В.Б. (2016) Моделирование остаточных сварочных напряжений, радиационного распухания и напряженного состояния выгородки реактора ВВЭР-1000 в процессе эксплуатации. Автоматическая сварка, 4 (752), 35–41.
15. Margolin, B.Z., Gulenko, A.G., Kursevich, I.P., Buchatskii, A.A. (2006) Modeling for fracture in materials under longterm static creep loading and neutron irradiation. Part 2. Prediction of creep rupture strength for austenitic materials. Strength of Materials, 38(5), 449–457.
16. Гривняк И. (1984) Свариваемость сталей. Москва, Машиностроение.

---

Реклама в цьому номері:

---