Трещиностойкость элементов конструкций, эксплуатируемых в условиях Крайнего Севера

• Автор: Сосин, Тит Спиридонович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 176 c. : ил

I. Введение
П. Методы определения характеристик сопротивления разрушению материалов и элементов конструкций
2.1. Критерии линейной и упругопластической механики разрушения и некоторые методы их расчетного определения
2.2. Расчет на прочность элементов конструкций с дефектами типа трещин
2.3. Применение результатов стандартных ударных
испытаний в инженерных расчетах
Цели и задачи исследования
Ш. Расчет трещиностойкости труб большого диаметра и полноразмерного сосуда высокого давления из низколегированных сталей
3.1. Экспрессный метод определения характеристик трещиностойкости элементов конструкций
3.2. Методика экспериментального определения характеристик трещиностойкости при статическом нагружении
3.3. Проверка достоверности предлагаемого экспрессного метода по результатам лабораторных испытаний
3.4. Оценка трещиностойкости труб большого диаметра и полноразмерного сосуда давления с использованием предлагаемого метода и результатов натурных испытаний
3.4.1. Методика натурных испытаний
3.4.2. Расчет трещиностойкости труб с поверхностными дефектами
3.4.3. Расчет трещиностойкости полноразмерного сосуда давления со еквозной усталостной трещиной
1У. Исследование динамической прочности и трещиностойкости конструкционных сталей
4.1. Методика низкотемпературных ударных испытаний с осциллографированием процесса разрушения
4.2. Соотношения энергетических параметров ударного разрушения при испытаниях на маятниковом копре

4.3. Исследование динамических параметров разрушения конструкционных сталей с различной статической прочностью
4.4. Проверка возможности использования предлагаемого экспрессного метода оценки трещиностойкости при динамическом характере приложения действующих нагрузок
У. Оценка работоспособности деталей машин с трещинами при различных режимах эксплуатации в условиях низких температур
5.1« Исследование причин возникновения начальных трещин методами фрактографического и металлоструктурного анализов
5.2. Расчет на прочность кожуха мотор-колеса автосамосвала М-200 по месту характерного разрушения
5.3. Расчет разрушающих напряжений кожуха в условиях низких температур по результатам лабораторных испытаний
5.4. Оценка критических размеров дефекта исследуемой детали при различных режимах эксплуатации автосамосвала Ы
5.5. Методические рекомендации по оценке работоспособности элементов конструкций с трещиноподобными дефектами в производственных условиях
Выводы
Литература
Приложение
I. Введение
Специфика природно-климатических условий северного региона предъявляет повышенные требования ко всем эксплуатируемым здесь видам техники, оборудования сооружений и средств транспорта [17, 51]. Опыт многолетней эксплуатации машин и металлоконструкций в суровых климатических условиях Севера показывает, что в зимние месяцы резко повышается количество отказов техники и разрушения металлоконструкций, связанных с хрупким разрушением [40, 45,10?]. Поток отказов деталей и узлов автомобилей на Севере в зимнее время по сравнению с летним увеличивается в полтора-два раза, а по сравнению с полосой умеренного климата в четыре-пять раз [18, 28, 95, 98]. Наиболее тяжелые аварии, связанные с большими материальными потерями, происходят при разрушении ответственных деталей и узлов машин большой единичной мощности и высокой производительности, например, при разрушении ступицы передних колес и кожухов мотор-колес задних осей автосамосвалов М-200 фирмы "Юнит-Риг" (Канада-США) грузоподъемностью 180 т, сварной поперечной рамы автосамосвала БелАЗ грузоподъемностью 75 т и т.д. Разрушение магистральных трубопроводов и их узловых соединений также связано с большими экономическими потерями. В результате анализа статистической обработки фактических случаев разрушений установлено, что их основной причиной является наличие исходных металлургических, технологических или возникновение эксплуатационных дефектов типа трещин [53]. При этом развитие очаговых трещин зависит от многих факторов, таких, как вид конструктивной формы, уровень и характер нагружения, температура эксплуатации и физико-механические свойства материала элемента конструкции. В эксплуатационных условиях обнаружение трещин может произойти на разных стадиях их развития.
При заблаговременном обнаружении трещин необходимо оценить их опасность при дальнейшей эксплуатации дефектной конструкции, осо-

нами отечественного производства является их повышенная жесткость.
В соответствии с пунктом 1.1.19 [57] машина дополнительно оборудовалась тремя двухкоординатными потенциометрами для записи диаграмм "Р~/" (сила Р - смещение берегов надреза V) и двумя потенциометрами для записи "/>-/" (сила Р - перемещение захватов / ) с датчиками различной конструкции.
Для более точной регистрации диаграммы ” А-/ " сконструировано специальное приспособление, позволяющее дистанционное измерение перемещения при испытаниях на одноосное, внецентренное растяжение (рис. 3.2) и статический изгиб (рис. 3.3).
Во всех случаях в качестве датчика усилия применяется заводской динамометр испытательной машины с параллельным выходом на все потенциометры. При испытаниях на растяжение нагружение производится через двойные шарниры I, переходник 13 и резьбовые шарнирные захваты II (рис. 3.2). Между нижним звеном шарнира и переходником 12 жестко зажата верхняя подвижная планка 2 приспособления. Нижняя неподвижная планка закреплена к нижнему опорному захвату. Между нижней и верхней планками посредством регулируемых по высоте переходных тяг 9 и 13 зажаты два датчика перемещения 8 и 4. Скобовый датчик 4 по своей конструкции, геометрическим размерам и тарировочным данным полностью идентичен с датчиком 6, устанавливаемым непосредственно на образец. Применяется, в основном, при низкотемпературных испытаниях, когда требуется дистанционное измерение смещения берегов надреза У* В ходе испытания предварительно устанавливаются образец 10 и датчик смещения б, затем регулировочными винтами 3 фиксируется начальное рабочее положение дистанционного датчика 4. В случаях, когда испытываются крупногабаритные образцы с большой абсолютной деформацией, используется универсальный датчик перемещений 8 плунжерного типа.