Расчетная оценка пределов выносливости деталей конструкций из феррито-перлитных сталей

• Автор: Молоков, Константин Александрович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 201 с. : ил.

1. ПРЕДМЕТ И ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
1Л. Предмет и цель исследования
1.2. Анализ усталостных повреждений элементов тонкостенных конструкций
1.2.1. Усталостные повреждения судовых конструкций
1.2.2. Усталостные повреждения в сосудах давления
1.2.3. Усталостные повреждения в ферменных конструкциях
1.3. Дефекты сварных соединений, приводящие к разрушениям
2. КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ
2.1. Циклическое изменение напряжений и характеристики цикла
2.2. Условия возникновения усталостного разрушения
2.3. Силовой и энергетический критерии разрушения
2.4. Условие устойчивости трещин
2.5. Качественная характеристика напряженного состояния вблизи вершины трещины
2.6. Аппроксимации диаграмм растяжения
3. РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ И РЕСУРСА КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ФЕРРИТО-ПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ
3.1. Общий алгоритм расчета ресурса сварных конструкций из феррито-перлитных сталей
3.2. Режимы сварки и механические характеристики металла в
зоне термического влияния
3.2.1. Результат расчета твердости в зоне термического
влияния
3.2.2. Методика расчета механических характеристик
3.2.3. Распределение температур в зоне термического влияния
3.2.4. Остаточные сварочные напряжения
3.3. Критерии оценки усталостной прочности
3.4. Модели оценки ресурса сварных конструкций
3.5. Некоторые причины формирования зон предварительного разрушения в окрестности вершины трещины
3.6. Критерий усталостной прочности
3.7. Расчетное определение пороговых характеристик
3.8. Расчет критических характеристик
3.9. Методика определения размеров аустенитных зерен в зоне термического влияния
ЗЛО. Согласование расчетных данных с экспериментальными
3.11. Определение коэффициента асимметрии в зоне термического влияния
4. РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА ПРЕДЕЛОВ ВЫНОСЛИВОСТИ ФЕРРИТОПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ ПРИ НАЛИЧИИ ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ НАГРУЗОК
4.1. Факторы, влияющие на сопротивление материалов усталости
4.2. Эмпирические зависимости, учитывающие влияние
постоянной составляющей нагрузки
4.3. Построение приближенных зависимостей, учитывающих влияние статической постоянной составляющей нагрузки на
предел усталости металла
4.4. Оценка пределов усталости в зоне концентраторов
напряжений
4.5. Исходные зависимости для построения условий усталостной прочности
4.6. Условия усталостной прочности
4.7. Расчет запасов усталостной прочности
4.8. Алгоритм определения пределов выносливости на стадии проектирования сварных конструкций
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Само по себе разрушение - это сложнейшее явление природы, присущее практически всем процессам, происходящим на Земле. Постоянный ущерб от разрушений огромен. Одна из лабораторий Бательского института (г. Колумбус, штат Огайо) провела исследование по определению суммарных затрат в экономике США, связанных с возмещением ущерба от непреднамеренных разрушений, а также с мерами, направленными на предотвращение разрушений. Вся сумма затрат была разбита на три части:
I) потери, связанные с недостаточным внедрением современных методов расчета, контроля и технологии, а также с использованием устаревших норм и стандартов;
II) потери, которые могли бы быть потенциально предотвращены, благодаря разработкам и внедрению современных научных методов;
III) потери, устранение которых станет возможно только после получения принципиально новых «бездефектных» высокопрочных материалов.
1978 1982 годы
Рис. 1. Затраты, связанные с разрушением
В 1978 г. общие затраты, связанные с разрушением, составили в США 88 млрд. долларов, т.е. примерно 4% валового национального продукта (соответствующие части затрат - 26, 21 и 41 млрд. долларов). В 1982 г. общие затраты

рованное состояние, характерное тем, что є2 = 0 и, как следствие, помимо напряжений ах и ау появляются напряжения сг2 = /Дсгх +оу) = 2уі<уу, как показано на рис. 2.7. В этом случае выражение для V имеет вид
V = 3 - 4/т . (2.15)
Рис. 2.7. Плоская деформация (е2 =0)
На рис. 2.4 показано острие трещины, которая подросла на величину (11. В этом случае все рассуждения аналогичны выше приведенным, которые были приведены при обсуждении энергетического критерия для хрупкого разрушения.
Исходя из обозначений, показанных на рис. 2.4, работа сил упругости при подрастании трещины для пластины толщиной, равной единице будет определяться из выражения
(1А = 2уиМЛ, (2.16)
где ун по-прежнему представляет плотность энергии образования свободной поверхности тела. Для идеально хрупкого и линейно-упругого материала, рассматривавшегося Гриффитсом, у - это константа материала, характеризующая удельную работу разрушения межатомных связей при отрыве; 2сИ ■ 1 - площадь добавочной свободной поверхности у двух берегов подросшей трещины.