Таким образом, главными
компонентами, которые должны подвергаться количественной оценке,
являются концентрация напряжений и свойства металла в отношении
хладостойкости. ■
При обсуждении возможностей
расчетной оценки будем исходить из того, что сварное соединение, например
с угловыми швами, спроектировано и рассчитано на статическую
прочность без учета концентрации напряжений и хладостойкости металла.
Требуется определить его работоспособность с учетом концентрации
напряжений И свойств металла
сопротивляться низкотемпературному разрушению.
Возможен подход, при котором
определяют разрушающую нагрузку Рр с учетом концентрации
напряжений и деформаций и сравнивают ее с эксплуатационной нагрузкой
Рэ.
Отношение PJ
Рэ
покажет фактический коэффициент запаса по нагрузке. Есть
некоторые недостатки и сложности в этом подходе.
Во-первых, необходимо выполнить
решение не только упругой, но и пластической задачи о
напряженно-деформированном состоянии сложного сварного соединения. Решение
должно выполняться с учетом механических свойств металла при
соответствующей температуре до уровня нагрузки, при которой хотя бы в
одной из точек сварного соединения будет достигнуто критическое
состояние.
Во-вторых, следует выбрать
критическое состояние, при котором решение о напряженно-деформированном
состоянии по мере роста нагрузки Р должно быть остановлено для
определения Р
. Это
критическое состояние может быть установлено только с привлечением
опытных данных, полученных на простейших сварных соединениях с обработкой
результатов испытаний с помощью ЭВМ путем решения упругопластических
задач. Анализ условий разрушения сварных соединений усложняется тем, что
заранее неизвестно направление движения трещины. Поэтому наиболее
перспективными представляются критерии разрушения, не связанные с
ориентацией концентратора напряжения, а опирающийся на инварианты НДС,
усредненные по объему некоторой локальной вьюоконапряженной зоны. С целью
формулировки и экспериментальной проверки таких критериев для
статического и циклического напряжения в работе [129] предлагается
методика испытания и моделирования серии образцов, имитирующих различные
схемы нагружения характерных зон сварных соединений (рис.
11.3.1).
Испытания образцов имеют целью
изучить влияние соотношения компонент нормального отрыва (Kj) и сдвига
(Кп) приложенной нагрузки, а также угла а при вершине
концентратора и радиуса р на характер нагружения. Конструкция образцов
допускает при необходимости расположить датчик перемещения в
непосредственной близости от места начала разрушения с базой < 3 мм,
(рис.11.3.2,о), а также визуально зафиксировать момент возникновения
трещины, тем самым обеспечивая более достоверную проверку точности
математической
