DOI: https://doi.org/10.32626/2308-5916.2018-18.74-90

Прогнозна оцінка ефективності підвищення втомного опору елементів зварних конструкцій термообробкою

Оксана Володимирівна Сікора, Микола Васильович Дорошенко, Віктор Михайлович Серерак, Євген Григорович Іваник

Анотація


Виконано аналіз впливу на величину граничних залишкових напружень циклу зварних з’єднань. Отримано рівняння для визначення максимальних граничних напружень циклу, підданого обробці зварного з’єднання. Викладена методика розрахунку ефективності повного усунення залишкових напружень термообробкою застосовна не тільки для випадку, коли вихідні залишкові напруження в зварному з’єднанні досягають значення межі текучості матеріалу, але також і для випадку, коли ці напруження не перевищують значення, але вищі за граничну величину початкових залишкових напружень, за яких максимальний рівень напружень в зонах концентраторів зварного з’єднання при циклічному навантаженні досягає значення межі текучості матеріалу.

Отримано залежності для визначення граничних напружень за локальної термообробки металоконструкцій локально-зо­се­редженими тепловими потоками. Встановлено, що зниження вихідного рівня залишкових зварних напружень підвищує границю витривалості стикових з’єднань. На основі розробленого методу оцінки впливу залишкових зварних напружень та їх перерозподілу внаслідок локальної термообробки досліджено залежність граничної величини залишкових напружень від коефіцієнта асиметрії циклу зовнішнього навантаження.

Аналіз отриманих співвідношень та експериментальних даних вказує, що локальна термообробка приводить до суттєвого підвищення граничних напружень і циклічної довговічності зварних з’єднань. Ефективність застосування такого виду зміцнення елементів зварних конструкцій залежить від механічних характеристик матеріалів, параметрів зовнішнього навантаження, типу з’єднань тощо. Найбільший вплив локальна термообробка має на опір втомі зварних з’єднань конструкцій в умовах знакозмінного циклу навантаження.

Повний текст:

PDF

Посилання


Андрейків О. Є. Розрахунок залишкового ресурсу відповідальних елемен-тів мостів / О. Є. Андрейків, Й. Й. Лучко, І .М. Панько // Зб. наук. праць. Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій. — 2001. — Вип. 3. — С. 19–22.

Труфяков В. И. Усталость сварных соединений / В. И. Труфяков. — К. : Наук. думка, 1973. — 216 с.

Труфяков В. И. Влияние степени концентрации напряжений на формирование остаточных напряжений при многоцикловом нагружении / В. И. Труфяков, О. И. Гуща, Ю. Ф. Кудрявцев // Автоматическая свар-ка. — 1981. — № 3. — С. 22–25.

Труфяков В. И. Влияние остроты концентратора на сварочные остаточные напряжения при многоцикловом нагружении / В. И. Труфяков, О. И. Гуща, Ю. Ф. Кудрявцев // Автоматическая сварка. — 1981. — № 7. — С. 13–16.

Кудрявцев Ю. Ф. Некоторые закономерности изменения остаточных напряжений при циклическом нагружении в зависимости от их начального уровня и концентрации напряжений / Ю. Ф. Кудрявцев, О. И. Гуща // Проблемы прочности. — 1986. — № 1. — С. 32–38.

Кудрявцев Ю. Ф. Изменение предельных циклических напряжений сварных соединений под действием остаточных напряжений / Ю. Ф. Кудрявцев, П. П. Михеев // Конструкционная прочность и механика разрушения свар-ных соединений. — Л., 1986. — С. 68–72.

Добрянський І. М. Ефективність термообробки зварних пластин рухомими зонами нагріву / І. М. Добрянський, Л. В. Хомляк, Є. Г. Іваник // Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів і конструкцій / за заг. ред. Й. Й. Лучка. — Львів : Каменяр, 2007. — Вип. 7. — С. 431436.

Добрянський І. М. Розрахунок залишкових напружень і деформацій у безмежній пластині за дії рухомих нормально-кругових джерел нагріву / І. М. Добрянський, Л. В. Хомляк, Є. Г. Іваник // Машинознавство. — 2008. — № 1. — С. 7–10.

Максимович В. Н. О выборе режимов нагрева и охлаждения для понижения остаточных сварочных напряжений в пластинах / В. Н. Максимович, Л. В. Хомляк // Проблемы прочности. — 1983. — № 4. — С. 33–39.

Іваник Є. Г. Розрахункова оцінка ефективності підвищення опору втомі зварних з’єднань / Є. Г. Іваник, В. І. Косарчин, В. М. Семерак // Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів і конструкцій / за заг. ред. Й. Й. Лучка. — Львів : Каменяр, 2012. — Вип. 9. — С. 131–134.

Биргер И. А. Сопротивление материалов : учебное пособие / И. А. Биргер, Р. Р. Мавлютов. — М. : Наука, 1986. — 560 с.

Талыпов Г. Б. Приближенная теория сварочных напряжений / Г. Б. Талыпов — Л. : Изд-во ЛГУ, 1957. — 182 с.

Винокуров В. А. Отпуск сварных конструкций для снижения напряжений / В. А. Винокуров. — М. : Машиностроение, 1973. — 215 с.

Винокуров В. А. Сварочные деформации и напряжения / В. А. Винокуров. — М. : Машиностроение, 1968. — 236 с.

Винокуров В. А. Сварочные деформации и напряжения / В. А. Винокуров. — М. : Машиностроение, 1968.— 236 с.

Гатовский К. М. Оценка напряженно-деформированного состояния при стыковой сварке листов больших габаритов / К. М. Гатовский, С. П. Мар-ков, В. С. Налетов // Процессы постройки, сварки и монтажа судов. — Л., 1981. — С. 69-74.

Окерблом Н. О. Расчет выносливости сварных конструкций с учетом напряжений, возникающих при сварке / Н. О. Окерблом // Сварочное производство. Тр. ЛПИ. — М. ; Л. : 1958. — № 93. — С. 26–47.