Комплексная оценка структурного и энергетического состояния сталей различных классов по предельным механическим характеристикам и критериям разрушения синергетики

Комплексная оценка структурного и энергетического состояния сталей различных классов по предельным механическим характеристикам и критериям разрушения синергетики

Автор: Чегуров, Михаил Константинович

Год защиты: 2008

Место защиты: Нижний Новгород

Количество страниц: 237 с. ил.

Артикул: 4257887

Автор: Чегуров, Михаил Константинович

Шифр специальности: 05.16.01

Научная степень: Кандидатская

Стоимость: 250 руб.

Комплексная оценка структурного и энергетического состояния сталей различных классов по предельным механическим характеристикам и критериям разрушения синергетики  Комплексная оценка структурного и энергетического состояния сталей различных классов по предельным механическим характеристикам и критериям разрушения синергетики 

Введение
Глава 1 Представление о предельном состояние металлов, природе, проявлениях при отказах изделий в технологиях обработки и эксплуатации состояние1 вопроса и предварительный анализ
1.1 Определение понятий предельное состояние, отказ, виды и характеристики отказов и факторы, влияющие на отказы разрушения
1.2. Роль напряженного и деформированного состояния в наступлении предельного состояния металлов .
1.2.1 Характеристики предельного состояния упругости, прочности, пластичности и энергомкости металлов, определяемые по диаграмме напряжение деформация при одноосном растяжении
1.2.2. Влияние геометрии деталей, вида нагрузки изгиб, растяжение, кручение, сжатие и сложного напряженного состояния трх, двух, одноосное растяжение сжатие на предельные характеристики при разрушении.
1.2.3 Комплексные критерии для оценки предельного состояния и работоспособности металлов тврдость, энергоемкость, критерии г механики разрушения, новые критерии разрушения синергетики.
1.3. Роль дефектности разного масштаба и общей повреждаемости структуры в наступлении предельного состояния и отказах материала
1.4. Роль релаксации внутренних напряжений в наступлении предельного состояния.
1.5. Экспериментально корреляционные формулы связикритериев работоспособности металлов на примере предела усталости с предельными механическими характеристиками металлов и модели разрушения
1.6 Уравнения, предложенные для описания закономерностей изменения предельных механических характеристик металлов с разной температурой, скоростью нагружения, напряженным состоянием металлов с различной дефектностью поврежднностью
от четырех основных факторов.
1.7. Анализ структурноэнергетического состояния, различных классов сталей, используемых в промышленности
1.7.1. Коррозионностойкие ферритноаустенитные стали КФАС для промышленности
1.7.2. Трубные стали типа Г1С, Х для магистральных трубопроводов.
1.7.3.,Аустенитные стали типа ХНТ.
1.8. Фрактография изломов и механизмы вязкого разрушения.
1.9. Алгоритм комплексного анализа предельных характеристик в момент разрушения деталей
Выводы по главе 1.
Цель, задачи и программа работы
Глава 2 Методика выполнения исследований.
2.1 Выбор материалов исследования
2.2 Проведение микроструктурного анализа
2.3. Механические испытания.
2.3.1 Определение механических свойств металлов прирастяжении
2.3.2 Определение механических свойств металлов с помощью кручения.
2.3.3 Определение механических свойств металлов с помощью осадки при разных температурах испытаний стали ХНТ
2.3.4 Измерение твердости.
2.3.5 Измерение микротврдости
2.4. Определение плотности металлов.
2.5. Испытания на релаксацию напряжений
2.6 Методика испытания сталей и сплавов на коррозионное растрескивание под напряжением КРН по схеме трехточечного изгиба
2.7 Проведение рентгеноструктурного анализа
2.8 Проведение акустических испытаний
2.8.1 Технические данные системы АСТРОН И
2.8.2 Аппаратно программные средства
2.8.3 Методика акустических измерений.
2.9. Испытания на .ударную вязкость
2. Проведение макро и фрактографического исследований
2. Методика расчта предельной удельной энергии Уси критериев разрушения синергетики .
2. Оценка точностиэкспериментаПО
Выводы по главе
Глава 3 Результаты исследований
3.1 Значения и диапазоны изменения предельной удельной энергии УС, критериев зарождения и распространения трещин коррозионностойких.ферритноаустенитных сталей КФАС.
3.1.1 Стру кту ра КФАС
3.1.2 Механические свойства КФАС.
3.1.3 Энергоемкость КФАС и диаграмма структурноэнергетического с
состояния СЭС.
3.1.4 Критерии разрушения КФАС 9 Л
3.2 Значения и диапазоны изменения предельной удельной энергии,
критериев зарождения ираспространения трещин в зависимости от степени деформации, температуры, тврдости, прочности, предельной, деформации, трубных сталей Г1С, Г1СУ, Г2САФ, Г2СФ, Х Франция, Х7Г Италия, Япония.
3.2.1 Структура трубных сталей Г1С, Г1СУ, Г2САФ, Г2СФ Х, Х.
3.2.2 Механические свойства трубных сталей Г1С, Г1СУ,
Г2САФ, Г2СФ Х, Х
3.2.3 Энергоемкость и диаграмма структурноэнергетического состояния.трубных сталей Г1С, Г1СУ, Г2САФ, Г2СФ, Х, Х в координатах энергоемкость относительная твердость.
3.2.4 Критерии разрушения трубных сталей Г1С, Г1СУ,
Г2САФ, Г2СФ, Х, Х
3.3. Структура, механические свойства, диаграммы упрочнения, энергоемкость, критерии разрушения, физические свойства стали ХНТ.
3.3.1. Структура стали ХНТ.
3.3.2 Механические свойства и диаграммы упрочнения при растяжении и осадке стали ХНТ.
3.3.3 Измерение тврдости и микротвердости стали ХНТ
3.3.4 Предельная удельная энергия стали ХНТ после различной термической обработки
3.3.5 Критерии разрушения стали ХНТ1.
3.3.6 Фрактографический анализ стали ХНТ
3.3.7 Рентгеноструктурный анализ стали ХНТ
3.3.8 Акустические испытания стали ХНТ
3.3.9 Результаты испытания на релаксацию напряжений стали ХНТ время и глубина релаксации.
3.4 Структура, механические свойства, диаграммы упрочнения, энергоемкость, критерии разрушения, физические
свойства стали Г2ФБ
3.4.1. Структура стали Г2ФБ
3.4.2 Механические свойства и диаграммы упрочнения при растяжении стали Г2ФБ.
3.4.3 Энергоемкость и критерии разрушения стали Г2ФБ
3.4.4. Вязкость разрушения и фрактография изломов.
3.5 Структура, механические свойства, диаграммы упрочнения, энергоемкость, критерии разрушения, физические свойства стали Г2С
3.5.1. Структура стали Г2С
3.5.2. Вязкость разрушения и фрактография изломов.
3.6 Результаты испытания стали Ст. 3 на кручение и растяжение
3.7 Определение плотности стали ХНТ
3.8 Результаты испытания на зарождение трещины модельных материалов М1 М4.
3.9 Расчты критериев разрушении синергетики при микро, макро и предельной энергомкости трубных сталей 5 сталей.
3. Напряженное состояние тела, создаваемое тврдостью и механическим нагружением.
Выводы по главе 3.
Глава 4. Обобщение представлений о поведении предельных характеристик металлов и разработка программы для прогнозирования работоспособности металлических изделий
4.1. Энергетический анализ предельного состояния металла при растяжении, отличающегося дефектностью, релаксационной способностью и структурным состоянием тврдостью6
4.2 Развитие методики испытание на растяжения для оценки механических свойств, предельных состояний, предельных характеристик, параметров вязкого и хрупкого разрушения и критериев разрушения синергетики для оценки работоспособности деталей машин на примере сталей в различных структурных состояниях.
4.3. Разработка программа для ГЖ Автоматизированная система анализа поведения критериев работоспособности различных сталей на основе системного подхода.
4.3.1. Начало работы
4.3.2. Просмотр металлов
4.3.3. Поиск
4.3.4. Редактирование базы металлов.
4.3.5. Графики зависимостей разных предельных характеристик металлов от соотношения скоростей релаксации
и нагрузки деформации.
4.3.6 Графики комплексов разрушения синергетики.
4.3.7. Настройка параметров
4.3.7.1. Группа 1рафиков 1.
4.3.7.2. Группа графиков
4.3.8. Окно базы.
4.4.9 Алгоритм практического использования разработанной программы для выполнения работ по анализу поведения предельных характеристик и критериев работоспособности различных сталей
4.4. Пример 1. Выбор марки стали и определение характера поведения ее предельных характеристик в зависимости от исследованных факторов
Выводы по главе 4.Г
Глава 5 Практическое применение разработанной программы для прогнозирования предельных характеристик и работоспособности металлических изделий.
5.1 Расчет критериев разрушения трубы их стали Х после лет эксплуатации пример 1.
5.2 Зависимости предельных характеристик от соотношения скоростей релаксации и нагружения при одноосном напряженном состоянии сталей XН5Т, ХН и ХН6Т входящие в КФАС пример
5.3 Сравнение характера поведения предельных характеристик чувствительности трубных сталей марок Г1С, Г2САФ, Х, Х, для газо и нефтепроводов, подверженных коррозионному растрескиванию иод напряжением пример 3.
5.4. Сталь ХНТ в различных состояниях пример 4.
5.5 Анализ конструкции и деформации стакана колонны синтеза пентакарбонила железа после эксплуатации.
5.5.1 Внешний наружный анализ конструкции
5.5.2 Возможность замены стали ХНТ.
5.5.2.1 Углеродистые стали .
5.5.2.2 Явление износа внутренней поверхности стакана
5.5.3 Расчет устойчивости цилиндрического стакана.
5.5.4 Определение твердости материала из различных частей верх, середина, низ деформированной колонны
5.5.5 Определение плотности стали материала деформированного стакана.
5.5.6 Определение механических свойств стали при растяжении и изгибе
5.5.7 Определение структурных изменений.
5.5.8 Анализ строения изломов образцов
5.5.9 Обсуждение результатов
5.5. Учт влияния коррозии и износа на изменения работоспособности стенки
5.5 Выбор взаимозаменяемой марки стали для изготовления стакана колонны синтеза пентакарбонила железа для ОАО Синтез.7
5 Предложение по мониторингу поведения образцов различных сталей в реальных условиях эксплуатации колонны синтеза пентакарбонила у. железа
Выводы по главе
Общие выводы по работе.
Литература


Напряженно деформированное состояние является одним из основных факторов в наступлении любого предельного состояния. Напряженнодеформированное состояние в механике определяют компонентами тензора напряжений и тензора деформаций и совокупностью их производных а0, ,да и вС, 8, рС в точке. Параметры, характеризующие напряженнодеформированное состояние, имеют определенную геометрическую интерпретацию соответственно в трехмерных пространствах Ст, о2, аз и 8, с2, з где а0 среднее нормальное напряжение интенсивность напряжений Ря и рЕ коэффициенты Лоде во средняя относительная деформация интенсивность деформации аь а2, аз главные нормальные напряжения , з главные истинные линейные деформации. Предельная поверхность разрушения является геометрическим местом точек, координаты которых равны пределам прочности, а предельная поверхность пластического течения или предельная поверхность текучести соответствует пределам текучести материала при разных напряженных состояниях. Если одно из главных напряжений равно нулю, то предельное состояние описывается плоской кривой предельной кривой разрушения или предельной кривой текучести. Площадь же под кривой представляет собой величину энергоемкости металла, оцениваемую величиной предельной удельной энергии УС, равной площади под диаграммой деформации. Наступление предельного состояния обусловлено способностью материала, оказывать сопротивление касательным и нормальным напряжениям и, следовательно, . С как наибольшим из трех. Цт, Оь Ш0, . О нормальные растягивающие напряжения, гщ константы материала. Условие 1. Анализ формы предельной поверхности в девиаторном сечении показал, что это сечение для изотропных материалов имеет вид правильного криволинейного треугольника рисунок 1. Указанная форма сечения подтверждена экспериментально 5. В соответствии с постулатом Друккера о неотрицательности приращения работы пластической деформации предельная поверхность должна быть выпуклой. Из свойства выпуклости предельной поверхности естественно вытекает ее свойство непрерывности. Р 1. Рисунок 1. Параметр х характеризует степень ответственности за микроразрушение сдвиговой деформации, создающей благоприятные условия для разрыхления материалов и образования трещин. Мизеса. Если х О идеально хрупкий материал, оно принимает вид уравнения соответствующего теории максимальных нормальных напряжений. Мизеса. Средние значения параметра для некоторых распространенных материалов приведены в таблице 1. Тело, подвергающееся действию сил, находится в напряженном состоянии. Внешние силы, действующие на тело, бывают двух основных видов поверхностные и объемные массовые. К поверхностным силам относят силы, приложенные к поверхности тела. Они могут быть сосредоточенными и распределнными. К объемным силам относят силы, действующие на все материальные точки тела и пропорциональны их массам. Таблица 1. Чугун ы высокопрочные ковкие Серые 0,2. Стали углеродистые инструментальные после термообработки 0,9. При изучении напряжнного состояния принимают, что тело однородно, изофопно и представляет собой систему непрерывных материальных точек. Если система находится в равновесии, то принимается, что внешние силы уравновешиваются так, как если бы система отвердела принцип отверждения. Каждая точка в напряженном теле находится под действием всех е окружающих точек, а поэтому в любой плоскости, проведнной через данную точку, на не будет действовать результирующее напряжение, характеризуемое определнной величиной и направлением. Через точку, находящуюся в напряженном состоянии, всегда можно провести такие три взаимно перпендикулярные плоскости, в которых касательных напряжений не будет и остаются только три нормальных напряжения, называемые главными нормальными напряжениями. Отсюда следует, что напряжнное состояние точки вполне определяется, если даны направление фех главных осей и величины фех главных нормальных напряжений, которые обозначаются а и сг2, а3 соответственно по координатным осям х,у и 2. Л2стхх2 сгуу2 о2г2 2тхуху 2ту2у2 2т1Х2х, 1.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.203, запросов: 232