Моделирование технологической поврежденности сварных цилиндрических конструкций

• Автор: Воробьев, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 176 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ПРЕДМЕТ И ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л. Предмет исследования

1Л Л. Анализ и классификация сталей применяемых в теплоэнергетике

1Л .2. Назначение и классификация трубопроводов

1 Л.З. Анализ условий эксплуатации и основных причин нарушения

работоспособности цилиндрических конструкций ТЭС

1Л.4. Анализ повреждений и случаев разрушения цилиндрических

конструкций
1Л .5. Повреждения сварных соединений разрушения цилиндрических конструкций
1.2. Цели исследования
Выводы по главе
2. МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Анализ существующих способов определения напряжений и деформаций в сварных конструкциях
2.2. Метод конечных элементов
2.3. Геометрическая модель рассматриваемой задачи
2.4. Уравнения метода конечных элементов
2.5. Основные уравнения неизотермической теории течения при изотропном упрочнении
2.6. Уравнения МКЭ в приращениях и условие равновесия упругопластического тела
2.7. Метод начальных напряжений для решения физически нелинейных задач и критерии сходимости
2.8. Методика определения конечных приращений напряжений в процессе упруго-пластического деформирования
2.9. Ускорение сходимости итерационного процесса
2.10. Описание и проверка программного комплекса для расчета напряженно-деформированного состояния цилиндрических конструкций
Выводы по главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОЛЬЦЕВОГО СВАРНОГО ШВА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Общее решение задачи о распределении ОСН и деформаций при сварке кольцевых сварных швов цилиндрических конструкций
3.2. Определение полей остаточных сварочных напряжений и деформаций цилиндрических конструкций
3.3. Влияние диаметра трубы на распределение остаточных сварочных напряжений
3.4. Влияние толщины стенки трубы на распределение остаточных сварочных напряжений
3.5. Эволюция остаточных сварочных напряжений в районе кольцевых сварных швов цилиндрических конструкций и циклической нагрузки
Выводы по главе
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСА КОЛЬЦЕВЫХ СВАРНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1. Физико-механические гипотезы разрушения
4.2. Расчет пороговых характеристик
4.3. Расчет критических характеристик
4.4. Оценка продолжительности 'стадии зарождения макротрещины
4.5. Расчет асимметрии цикла

4.6. Расчет интенсивности повреждаемости кольцевого сварного соединения цилиндрических конструкций при усталостном нагружении
с учетом технологической механической поврежденности
4.7. Основы методики оценки долговечности металлических конструкций в условиях сложного напряженного состояния
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

а) б)
Рис. 19. Типичные повреждения сварных соединений с ремонтной подваркой паропроводов из хромомолибденованадиевых сталей: а - кольцевая трещина в старом шве (СШ); б - поперечная трещина в подварочном шве (ПШ) с переходом в старый шов и ЗТВ соединения.
«заложенными» при изготовлении, в их числе: объемные (поры, шлаковые включения, утяжки) и плоскостные (трещины, подрезы, непровары, несплавле-ния), при этом более опасны плоскостные дефекты, концентрация напряжений от которых выше, чем от объемных.
В соответствии с материалами Международного института сварки все факторы, определяющие аварии сварных конструкций, в том числе и хрупкое разрушение, разделены на три группы: А - неблагоприятные геометрические факторы (технологические трещиноподобные дефекты, конструктивные надрезы); В - высокие напряжения растяжения (от внешней нагрузки, температурные или остаточные); С - недостаточная пластичность металла, связанная с химическим составом, исходной структурой стали или ее изменением под действием технологических и эксплуатационных факторов.