Определение ресурса сварных конструкций из феррито-перлитных сталей на основе структурно-механической модели разрушения с учетом собственных напряжений и двухчастотного нагружения

• Автор: Матохин, Геннадий Владимирович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 300 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ РЕСУРСА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА СТАДИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
1.1. Основные факторы, влияющие на эксплуатационные свойства сварных конструкций из феррито-перлитных сталей
1.2. Диагностические свойства моделей процесса накопления повреждений
1.2.1. Полуэмпирические модели стадии накопления кумулятивных повреждений
1.2.2.Структурные модели прогнозирования стадии зарождения макротрещины
1.2.3. Моделирование развития усталостной трещины
1.3. Некоторые физические аспекты эволюции дислокационной структуры при пластическим деформировании и образовании микротрещин
1.4. Постановка цели и задач исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ПРИ УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ ФЕРРИТОПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ
2.1. Методика статистического анализа зернограничных структур
2.1.1 .Лазерно-дифракгометрический метод количественного описания двухмерного изображения
2.1.2. Методика потокового анализа стохастических систем
2.2. Закономерности накопления поврежденности структур при механических воздействиях
Выводы к главе
3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ ТРЕЩИНЫ, СВЯЗЫВАЮЩЕЙ МИКРО- И МАКРОХАРАКТЕРИСТИКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ РАЗРУШЕНИЮ
3.1. Особенности напряженно-деформированного состояния и микромеханизмов разрушения в вершине трещины
3.1.1. Формирование напряженно-деформированного состояния
в зоне предразрушения
3.1.2. Физико-механические гипотезы разрушения металла в вершине трещины
3.2. Расчет пороговых характеристик
3.3. Расчет критических характеристик
3.4. Моделирование кинетики развития макротрещины
3.5. Феноменологический подход к оценке продолжительности
стадии зарождения макротрещины
Выводы к главе
4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА РЕСУРС НАПРЯЖЕННЫХ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1. Роль остаточных сварочных напряжений в процессе зарождения и развития разрушения при переменных нагрузках
4.2. Теоретическая и экспериментальная оценка сопротивляемости усталостным нагрузкам при двухчастотном нагружении
4.3. Изменение параметров трещиностойкости феррито-перлитных сталей в зависимости от срока службы и температуры эксплуатации
4.4. Влияние коррозионной среды на несущую способность сварных элементов конструкций в условиях циклической нагрузки
Выводы к главе
5. РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ СВАРНЫХ КРУПНОГАБАРИТНЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ, ОСНОВАННЫХ НА НЕРАЗРУШАЮЩИХ МЕТОДАХ
5.1. Общие положения подхода к диагностике и проектированию систем диагностирования металлоконструкций
5.2. Техника и технология неразрушающей диагностики
состояния металла элементов сварных конструкций
5.3. Основы методологии оценки остаточной долговечности при неразрушающей диагностике
5.4. Разработка схемы диагностирования поверхностей
нагрева
Выводы к главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

пластического или вязко-пластического деформирования. Эта работа связана с уровнем накопленной внутренней энергии, равной разности между совершенной работой и механическим эквивалентом тепла, потерянного элементом материала в процессе деформирования. Разрушение наступает в тот момент, когда работа или накапливаемая внутренняя энергия достигает некоторого стационарного значения.
Принимая условие постоянства предельной величины внутренней энергии, можно записать
ир=Ар+а0=С, (1.21)
где Qo - механический эквивалент тепла, приобретенного или потерянного в процессе деформирования; Ар - сумма потенциальной энергии деформаций искаженной кристаллической решетки в зонах дислокаций.
Уравнение повреждения на основе (1.21) будет
? = -=-(Л+0, (1.22)

где А и <9 - текущие значения работы и тепла, приобретаемого в процессе теплообмена.
Использование (1.21) и (1.22) предполагает определение величины О, что требует интегрирования уравнения теплообмена для рассматриваемого элемента, имеющего в зонах необратимых деформаций распределенные источники тепла. Это весьма сложная задача.
Кроме того, опыт показывает, что предельная работа необратимого деформирования является переменной величиной, зависящей от целого ряда та-
ких факторов, как скорость деформирования, форма, тепло, температурный режим, распределение напряжений и т.п.
При циклических нагрузках работу разрушения можно записать
Ар = £А,=С, (1.23)

где А,- - необратимая работа за один цикл нагружения, которая определяется площадью петли гистерезиса.