В §5.4 изложены принципиальные
положения и рекомендации о способах определения напряженного состояния при
переменных температурах с учетом ползучести и релаксации. Эти
положения могут быть использованы не только для определения напряженного
состояния при сварке, но также для расчета и анализа напряженных
состояний, возникающих и изменяющихся в процессе термической обработки,
когда имеются только собственные напряжения. Эти положения полностью
применимы и для условий эксплуатации при высоких температурах, когда
действуют не только собственные, но и рабочие
напряжения.
Отметим некоторые закономерности в
напряженно-деформированных состояниях при высоких температурах для
нескольких типичных случаев.
Общий
отпуск для снижения напряжений в однородных по свойствам деталях.
Коэффициенты линейного
расширения всех точек тела считаем одинаковыми. Полагаем, что нагрев
вьшолняется достаточно медленно без образования временных температурных
напряжений. Механические свойства различных участков сварных соединений
одинаковы.
Начальные поля остаточных
напряжений в телах различной формы могут сильно отличаться между собой как
по уровню напряжений, так и по соотношению между эквивалентным напряжением
о(. и средним напряжением оср. Релаксация напряжений
за счет превращения упругой деформации в пластическую может происходить
только в отношении той части напряжений, которая зависит от
сг
Составляющие напряжений, зависящие от о^, могут понижаться
только от перераспределения напряжений из-за нарушения равновесия в
объемах, где протекала пластическая деформация. Это означает, что объемы с
преобладанием средних напряжений над а, имеют некоторую консервативность,
выражающуюся в том, что напряжения в них понижаются только после
протекания пластических деформаций в других зонах, где а, велико. Такая
особенность приводит к тому, что характер изменения напряжений во
времени во всех точках тела одинаков, а степень снижения напряжений разная
[25]. По этой причине, как следует из данных на рис. 12.3.1, одноосные
напряжения снижают свой уровень примерно так же, как и в случае чистого
сдвига. Двухосное растяжение при плоской схеме напряжений мало чем
отличается в отношении степени понижения напряжений от сдвига.
Наибольшей консервативностью отмечены равновесные поля с тремя равными
компонентами напряжений. Такие поля возникают в сплошных шарах при
термической обработке.
Практически важным выводом
является то, что время выдержки мало влияет на снижение напряжений. В
первые 1-2 часа после достижения температуры отпуска снижение напряжений
продолжается достаточно эффективно. В дальнейшем выдержка в отношении
понижения уровня остаточных напряжений не оправдана.
Рассмотрим
