Методика определения трещиностойкости стыковых сварных соединений оболочковых конструкций из материалов ограниченной пластичности на основе численного моделирования предельного состояния разрушения

• Автор: Жохов, Александр Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 202 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛА СТЕНКИ СОСУДА ДАВЛЕНИЯ
1.1. Характеристика объекта исследования
1.2. Методы оценки трещиностойкости материала стенки сосуда
1.3. Локальные критерии оценки трещиностойкости
1.4. Постановка темы, цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ СТРАГИВАНИЯ И ДВИЖЕНИЯ ТРЕЩИНЫ ОТ КОНЦЕНТРАТОРА
2.1. Единый механизм разрушения образцов, имитирующих поведение стенки сосуда с дефектом
2.2. Анализ результатов растяжения цилиндрических образцов с кольцевой выточкой
2.3. Модель упруго-пластического поведения однородного материала в процессе деформирования
2.4. Основные положения метода оценки неразрушимости оболочковой конструкции на имитационной модели
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ПРЕДЕЛЬНОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ МАТЕРИАЛА
3.1. Выбор материала для постановки исследования
3.2. Основные этапы методики определения вс(у)
3.3. Определение пластичности ИМВ
3.4. Основные результаты, полученные по итогам определения предельной пластичности
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ СВАРНОЙ ОБОЛОЧКИ С ДЕФЕКТОМ НА ОСНОВЕ ЛОКАЛЬНОГО КРИТЕРИЯ РАЗРУШЕНИЯ
"
4.1. Моделирование пошагового нагружения образца с
поверхностной трещиной
4.2. Прямое моделирование процесса разрушения от кольцевой трещины в сварном сферическом сосуде
4.3. Выводы по трещиностойкости стенки сварного сосуда из ИМВ-2 и методу её оценки
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВ ОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛА СТЕНКИ СОСУДА ДАВЛЕНИЯ
1.1. Характеристика объекта исследования
Сосуды давления чрезвычайно широко распространены в различных отраслях хозяйственной деятельности человека. Это котлы ТЭЦ, корпуса ядерных реакторов, ресиверы компрессорных установок, топливные баки ракетных двигателей, газо - нефтепроводы, цистерны и резервуары для хранения жидких и газообразных веществ, сосуды другого назначения. Отличительные особенности сосудов давления от других конструкций:
а) Наличие высокого внутреннего давления и требование герметичности, как основного условия сохранения работоспособности сосуда. В зависимости от предназначения сосуда, условия эксплуатации могут предполагать наличие:
- циклического изменения внутреннего давления, характерного, например, для ресиверов, нефтепроводов, котлов, цистерн и резервуаров;
- широкого диапазона температур эксплуатации: от глубокого холода в криогенной технике, климатических перепадов температур для газо - нефтепроводов, сосудов хранения, до температур перегретого пара в реакторах, котлах и парогенераторах электростанций;
- радиационного охрупчивания металла, воздействия коррозионной среды на стенки сосудов энергетики, химии, нефтепроводов, другого специфического воздействия.
б) Несмотря на сравнительно простую цилиндрическую или сферическую форму, в сосудах давления невозможно избежать концентраторов напряжений. Конструкцию сосудов усложняют устройства подвода, сброса и другие технологические отверстия. Для трубопроводов

НДС участвуют только первые два инварианта. По этой причине ни один из критериев ( 1.12), ( 1.14), ( 1.20), ( 1.21) не имеет преимуществ перед другими. Влияние третьего инварианта ( 1.25) на процесс разрушения проявляется при кардинальном изменении схемы нагружения материала [37]. Например при переходе от растяжения к кручению. Введение третьего инварианта в анализ опасности НДС существенно увеличивает объём экспериментов при определении свойств материала. Однако, если схема нагружения материала в расчетном элементе близка к схеме нагружения материала образцов в экспериментах для определения механических свойств, то влияние третьего инварианта незначительно и критерий разрушения может быть выражен только двумя инвариантами 7/ и
Ограниченные возможности применения каждого из рассмотренных локальных критериев определяются наличием особой точки у at ст, =сгг. До этой точки сг( прямо пропорциональна интенсивности деформаций еч, а после - определяется значительно более пологой деформационной характеристикой Все рассмотренные локаль-
ные критерии как необходимое условие разрушения принимают достижение сг,. предела текучести. Для материалов с площадкой текучести или слабо выраженным упрочнением за пределом текучести <т, становится гораздо менее информативной характеристикой НДС, чем е,. Поэтому если материал разрушается в самом начале пластического участка, то эффективны критерии, сформулированные в терминах напряжений. Если же разрушение происходит на пластическом участке диаграммы <т, = то большую достоверность обеспечивают деформационные критерии разрушения.