ресурса, но и установить, не
достигнет ли она того критического размера, который соответствует
наступлению предельного состояния, недопустимого для рассматриваемой
конструкции.
Экспериментальная
оценка работоспособности стыковых соединений при наличии технологических
дефектов
В процессе эксплуатации
оболочковых конструкций стыковые соединения их стенок могут претерпевать
102 — 105 циклов давления, а растягивающие
напряжения в стыковых соединениях стенок изменяться от 0,1 до 0,9
о02 основного металла. В этих условиях возможно зарождение и
последующее подрастание усталостных трещин от технологических
дефектов. При этом, как показывают результаты экспертиз аварий, трещины
могут зарождаться и подрастать как от плоских трещиноподобных дефектов,
так и дефектов объемных.
Ранее, в главе 7, были изложены
результаты исследования трещиностойкости листового металла и стыковых
сварных соединений ряда материалов (см. табл.7.5.1 и 7.6.1) при
статическом нагружении, а в табл. 10.2.1 и на рис. 10.2.10 настоящей главы
для этих же материалов приведены закономерности роста поверхностных трещин
в направлении толщины элемента при малоцикловом нагружении.
Эти данные позволяют оценить
продолжительность стадии роста несквозной трещины от исходного дефекта
вплоть до разгерметизации стенки оболочки вследствие образования сквозной
трещины. Однако в этом случае вне рассмотрения остается стадия зарождения
трещины.
Для учета последней можно
использовать схему, представленную выше на рис.10.1.5, считая завершением
стадии зарождения точку А', соответствующую
, где Ку подсчитано по
размерам
дефекта как для трещины. С целью
проверки правильности такого подхода образцы с внутренними дефектами
подвергали циклическому нагружению в пределах до 50 000 циклов, а затем
нагружали статически, с тем чтобы поверхности разрыва вскрыли исходные
дефекты, а также образовавшиеся от них трещины. Затем на поверхностях
разрушения испытанных образцов под микроскопом измеряли размеры вскрытых
дефектов и выросших от них усталостных трещин, как показано на рис.
10.4.6. По размерам 2/0, 2CQ и 2/к,
2Ск подсчитывали, как для внутренней эллиптической трещины,
условные значения начального и конечного обобщенного размера fVQ
и W.
Интегрирование уравнения
с использованием
параметров К* и и (см. табл. 10.2.1)
позволяет подсчитывать число циклов Л^, которое потребовалось бы для роста
трещины от размера W„
до размера W
что соответствует точкам А' и С на рис.
10.1.5: