Методика расчетной оценки долговечности металлоконструкций грузоподъемных и строительных машин с непроварами в сварных элементах

• Автор: Шлепетинский, Антон Юрьевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и основные положения расчетной оценки параметров сопротивления усталости металлоконструкций грузоподъемных и строительных машин с конструктивными непроварами
1.1. Усталостные разрушения сварных соединений металлоконструкций подъемно-транспортных и строительных машин
1.2. Анализ методов оценки долговечности сварных соединений с конструктивными непроварами
1.3. Методика расчета долговечности металлоконструкций грузоподъемных и строительных машин, имеющих непровары
в сварных соединениях
1.3.1. Математическая модель расчета долговечности металлоконструкций с острым непроваром
1.3.2. Математическая модель расчета долговечности металлоконструкций с притупленным непроваром
Глава 2. Оценка напряженно-деформированного состояния в вершине острого непровара
2.1. Состояние вопроса и задачи исследования
2.2. Влияние геометрических характеристик на КИН в крестовом сварном соединении при действии продольной нагрузки
2.3. Влияние геометрических характеристик на КИН в тавровом сварном соединении при действии поперечной нагрузки
2.4. Оценка НДС в вершине острого непровара в сварных соединениях с угловыми швами при действии комбинации продольной и поперечной нагрузок

2.4.1. Оценка НДС в вершине острого непровара при действии продольной и поперечной нагрузки в плоской модели
2.4.2. Оценка НДС в вершине острого непровара при действии продольной и поперечной нагрузки в объемной модели
2.4.3.Оценка напряженно-деформированного состояния по фронту острого непровара при действии сложного
нагружения в объемной модели
Глава 3. Оценка напряженно-деформированного состояния в вершине притупленного непровара
3.1. Анализ известных исследований
3.1.1. Геометрические концентраторы в крестовых сварных соединениях
3.1.2. Количественная оценка концентрации напряжений и деформаций
3.1.3. Зависимости для оценки концентрации напряжений в вершине непровара
3.2. Численное моделирование растяжения сварного соединения с притупленным непроваром
3.2.1. Планирование численного эксперимента и определение основных параметров
3.2.2. Методика обработки результатов численного эксперимента
3.3. Результаты численного определения теоретических коэффициентов концентрации и градиентов напряжений при упругом деформировании металла
3.4. Результаты численного определения коэффициентов концентрации Ке и градиентов С!; при упругопластическом деформировании металла
3.5. Определение размеров опасных по повреждающему

воздействии зон в вершине непровара крестового соединения
при растяжении
Глава 4. Численное и экспериментальное исследование сопротивления усталости и трещиностойкости сварных соединений с непроварами
4.1. Расчет трещиностойкости и траектории развития трещин в угловых сварных соединениях с острым непроваром
4.1.1. Скорость роста и траектории развития трещин от непровара в крестовых соединениях при растяжении
4.1.2. Скорость роста и траектории развития трещин от непровара в крестовых соединениях при поперечной нагрузке
4.2. Экспериментальные исследования трещиностойкости сварных соединений с непроварами
4.3. Реализация методики расчета сварных соединений с непроваром в программном комплексе
4.3.1. Программный комплекс расчета долговечности сварных элементов металлоконструкций грузоподъемных машин
4.3.2. Пример расчета долговечности кронштейна крепления башни строительного крана к зданию
4.3.3. Пример расчета долговечности сварного элемента главной балки ковочного крана
Заключение и основные выводы
Список литературы
Приложение

рекомендуется принимать 3...5 мм, такую трещину можно обнаружить визуально. Такая же трещина, длиной 4 мм, принимается в работе С.А.Соколова [40], размер которой определяется из условных ограничений, основным из которых является выход на перисовский участок КДУР. В работе [84] Д.Радай указывается, что размер начальной макротрещины должен превышать 0,1 мм.
В [24] сформулированы критерии развития макротрещины. Для того чтобы мезотрещина развивалась как макротрещина по законам линейной механики разрушения, она должна обладать следующими свойствами:
• пересечение границы не менее одного зерна структуры расчетной зоны, то есть гР=£р>с1,;
• образование в вершине собственной зоны обратимой пластической деформации;
• преодоление коэффициентом интенсивности напряжений в вершине трещины порогового значения ДК> ДК*.
При блочном нагружении фми блоками вычисление ведется суммированием приращений длины трещины по зависимости
где £]>рг - приведенный по _)‘-му блоку размах деформации
Дальнейший расчет долговечности роста макротрещины представлен в разделе 1.3.1.
Для реализации предложенной методики оценки сопротивления усталости сварных соединений с непроваром, в данной работе ставятся следующие задачи.
1. Исследовать НДС в вершине острого (трещиноподобного) непровара с целью нахождения уравнения связи коэффициентов интенсивности напряжений от длины трещины и геометрических параметров сварного соединения. Для этого необходимо:

(1.29)