Трещиностойкость плоских элементов конструкций из пластичных сталей

• Автор: Козлов, Адольф Георгиевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 150 c. : ил

1. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ПЛОСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ
1.1. Общие вопросы оценки трещиностойкости
Х.2. Основные критерии трещиностойкости материала . . II
1.3. Расчетные методы оценки трещиностойкости
элементов конструкций
2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ИССЛЕДУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Материалы, образцы и экспериментальное оборудования
2.2. Обоснование размеров компактного образца для определения трещиностойкости пластичных сталей
2.3. Влияние положения центра поворота в компактном образце при определении характеристик трещиностойкости
2.4. Зависимость характеристик трещиностойкости малоуглеродистых и низколегированных сталей от температуры
2.5. Связь между характеристиками нелинейной механики разрушения
3. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗИ МЕЖДУ ЗНАЧЕНИЕМ О -ИНТЕГРАЛА, НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННЫМ СОСТОЯНИЕМ И РАЗМЕРОМ ТРЕЩИНЫ
3.1. Выбор и обоснование модели и метода расчета
3.2. Численное исследование напряженно-деформированного состояния плоскости с центральной трещиной
3.3. Численное определение значения -7-интеграла
3.4. Связь между значением 3 -интеграла, размером трещины и напряженно-деформированным состоянием
на основе численного расчета

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗИ МЕЖДУ ЗНАЧЕНИЕМ 7-ИНТЕГРАЛА, НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННЫМ СОСТОЯНИЕМ И
ДЛИНОЙ ТРЕЩИНОВИДНОГО ДЕФЕКТА
4.1. Исходные экспериментальные данные
4.2. Результаты обработки экспериментальных данных
4.3. Экспериментальное подтверждение связи между критическим значением 7 -интеграла, напряженно-деформированным состоянием и длиной сквозного дефекта
5. ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТА КОНСТРУКЦИИ С ТРЕЩИНОЙ, ИСХОДЯЩЕЙ ИЗ КОНЦЕНТРАТОРА
5.1. Особенности деформирования в зонах концентрации
5.2. Численное исследование напряженно-деформированного состояния в пластине с трещинами, исходящими из кругового отверстия
5.3. Экспериментальная проверка предлагаемой методики учета концентратора напряжений
5.4. Методика и примеры расчета элементов конструкции
Основные выводы
Список литературы
Приложение. Акт внедрения результатов научноисследовательской работы

Основным требованием к инженерной конструкции является обеспечение её несущей способности на протяжении заданного срока эксплуатации. Решение этой задачи предусматривает при проектировании проведение прочностных расчетов по всем возможным случаям выхода конструкции из строя в процессе эксплуатации. В настоящее время элементы металлических конструкций при проектировании и на стадии поверочного расчета при эксплуатации рассчитываются на основе гипотез сплошности и бездефектности материала, на которых базируется использование традиционных принципов сопротивления материалов.
Реальные конструкции практически невозможно изготовить бездефектными. В большинстве случаев при изготовлении и последующей эксплуатации в её элементах возникают трещиновидные дефекты, поведение которых невозможно предсказать положениями классических теорий прочности. В этих случаях традиционные методы должны быть дополнены расчетом, обеспечивающим предотвращение отказа конструкции вследствие развития трещиновидного дефекта (расчет трещиностойкости элемента конструкции).
В последнее время накоплен значительный опыт в использовании критериев трещиностойкости как с точки зрения их экспериментального определения, так и применения их в расчетах на прочность. Наиболее широко такие подходы развиты в энергетическом машиностроении. Это, наряду с ответственностью данных конструкций, связано с относительно большими размерами поперечных сечений элементов, позволяющими корректно использовать принципы и соотношения линейной механики разрушения (ЛМР).
Преобладающая масса плоских металлоконструкций, в том числе строительных, изготавливается из сталей с большим запасом пласти-

Представляет интерес граница справедливости соотношения
(2.10). Результаты математической обработки по определению о в момент перелома зависимости У г = Jf У) представлены на рис. 2.10. Из этих данных можно сделать вывод о слабой зависимости раскрытия трещины в её вершине в момент перелома кривой V -ДМ) от относительной длины трещины и геометрии образца в исследованных пределах.
Статистическая обработка экспериментальных данных дает предельное значение раскрытия трещины в её вершине в момент перелома зависимости 14 , равное 0,0194± 0,0027 мм, при доверительной вероятности 67%.
Аналогично предыдущим рассуждениям можно из зависимости 14 = п VA+et получить зависимость
6--Kn Vi + oLj } (2.II)
где A4 и oLi - константы.
Математическая обработка результатов эксперимента показывает, что величина <^4 практически не зависит от отношения длины трещины к длине образца (&/& ) и равна 0,0494# 0,0091 мм при доверительной вероятности 67%. Похожие значения получены в /115/. Однако коэффициент А4 достаточно чувствителен к отношению = £/g , как это видно из рис. 2.II. Обработка методом наименьших квадратов дает следующую зависимость:
A4 =- (2.12)
Соотношение для определения 6 при 0,02 мм имеет вид:
(2.13)
Необходимо отметить, что вышеприведенные выкладки справедливы для образцов с 50 мм ^ 73мми 0,4^©/ ^ 0,6, т.е. для образцов типа 8 и 9 по рис. 2.3. Соотношения (2.10) и (2.13) более просты в использовании по сравнению с предлагаемыми /49, 69/.