По каждому из указанных
направлений (кроме первого) должна быть экспериментально получена (или
вычислена) диаграмма деформирования шва вплоть до точки разрушения, в
которой известны прочность единицы длины шва
Тр и
его пластичность Др Подробнее эти понятия разъяснены в §8.3 и
5.3.
Данный метод расчета может
обслуживать виды разрушений 3 и 5, когда не требуется
знать концентрацию деформаций у предельно острых концентраторов. Метод
может быть использован как для расчетов вплоть до разрушающей нагрузки,
так и в качестве косвенного, когда определяют напряженно-деформированное
состояние при эксплуатационных нагрузках и сравнивают значения
Тэ и
Дэ с допускаемыми [Т] и [Д]. В последнем варианте расчета
не обязательно иметь диаграммы упругопластического деформирования швов
вплоть до разрушения; достаточно иметь лишь начальные участки,
соответствующие возможному уровню нагружения, достигаемому при
эксплуатационных нагрузках.
4. Наиболее универсальный метод
расчета сварных соединений с угловыми швами также построен на базе МКЭ, но
предусматривает расчет концентрации напряжений и деформаций у предельно
острых концентраторов. Расчет выполняется в два этапа. Сначала
рассчитывают напряженно-деформированное состояние при эксплуатационных
нагрузках по предыдущему методу и определяют распределение сил и
перемещений, используя начальные участки диаграмм деформирования швов.
Затем из соединения выделяют один или несколько фрагментов, которые могут
оказаться наиболее близко к предельному состоянию разрушения. Фрагмент
разбивается на конечные элементы, в том числе и такие, которые у вершины
предельно острых концентраторов способны отразить особенности,
свойственные трещинам в механике разрушения. На втором этапе решения
в качестве граничных условий используются перемещения по контуру
фрагмента, которые были определены на первом этапе решения. Вычисляются
локальные перемещения D3 у предельно острых
концентраторов и они сравниваются с допускаемыми [D]. Допускаемые значения
[D] должны
назначаться в зависимости от коэффициентов запаса и предельных разрушающих
значений £>р
для
опасных мест: для корней швов и для зон перехода от
наплавленного металла к основному.
Если деформации при
эксплуатационных нагрузках упругие, а в зонах предельно острых щелевидных
концентраторов (непроваров) возникают незначительные пластические
деформации, то оценку возможности хрупкого разрушения для этих мест можно
выполнять с использованием критериев механики разрушения
KY
с,
*ГП с,
Кш
с.
Метод целесообразно использовать для видов разрушения
4 и
5.
