Расчетная оценка пределов выносливости деталей конструкций из феррито-перлитных сталей
Диссертация
Однако, наряду с преимуществами, сварка обладает и некоторыми недостатками, своего рода «болезнями», которые часто снижают ее эффективность. К ним относится, например, изменение физико-механических свойств в зоне термического влияния (ЗТВ). Одним из существенных недостатков является возникновение сварочных напряжений и деформаций как следствие неравномерного нагрева и остывания конструкции при… Читать ещё >
Содержание
- 1. ПРЕДМЕТ И ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Предмет и цель исследования
- 1. 2. Анализ усталостных повреждений элементов тонкостенных конструкций
- 1. 2. 1. Усталостные повреждения судовых конструкций
- 1. 2. 2. Усталостные повреждения в сосудах давления
- 1. 2. 3. Усталостные повреждения в ферменных конструкциях
- 1. 3. Дефекты сварных соединений, приводящие к разрушениям
- 2. КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ
- 2. 1. Циклическое изменение напряжений и характеристики цикла
- 2. 2. Условия возникновения усталостного разрушения
- 2. 3. Силовой и энергетический критерии разрушения
- 2. 4. Условие устойчивости трещин
- 2. 5. Качественная характеристика напряженного состояния вблизи вершины трещины
- 2. 6. Аппроксимации диаграмм растяжения
- 3. РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ И РЕСУРСА КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ФЕРРИТО-ПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ
- 3. 1. Общий алгоритм расчета ресурса сварных конструкций из феррито-перлитных сталей
- 3. 2. Режимы сварки и механические характеристики металла в зоне термического влияния
- 3. 2. 1. Результат расчета твердости в зоне термического влияния
- 3. 2. 2. Методика расчета механических характеристик
- 3. 2. 3. Распределение температур в зоне термического влияния
- 3. 2. 4. Остаточные сварочные напряжения
- 3. 3. Критерии оценки усталостной прочности
- 3. 4. Модели оценки ресурса сварных конструкций
- 3. 5. Некоторые причины формирования зон предварительного разрушения в окрестности вершины трещины
- 3. 6. Критерий усталостной прочности
- 3. 7. Расчетное определение пороговых характеристик
- 3. 8. Расчет критических характеристик
- 3. 9. Методика определения размеров аустенитных зерен в зоне термического влияния
- 3. 10. Согласование расчетных данных с экспериментальными
- 3. 11. Определение коэффициента асимметрии в зоне термического влияния
- 4. РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА ПРЕДЕЛОВ ВЫНОСЛИВОСТИ ФЕРРИТО-ПЕРЛИТНЫХ СТАЛЕЙ ПРИ НАЛИЧИИ ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ НАГРУЗОК
- 4. 1. Факторы, влияющие на сопротивление материалов усталости
- 4. 2. Эмпирические зависимости, учитывающие влияние постоянной составляющей нагрузки
- 4. 3. Построение приближенных зависимостей, учитывающих влияние статической постоянной составляющей нагрузки на предел усталости металла
- 4. 4. Оценка пределов усталости в зоне концентраторов напряжений
- 4. 5. Исходные зависимости для построения условий усталостной прочности
- 4. 6. Условия усталостной прочности
- 4. 7. Расчет запасов усталостной прочности
- 4. 8. Алгоритм определения пределов выносливости на стадии проектирования сварных конструкций
Список литературы
- Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1990.-446 с.
- Коцаньда Ст. Усталостное растрескивание металлов. М.: Металлургия, 1980.-623 с.
- Карзов Г. П., Леонов В. П., Тимофеев Б. Т. Сварные сосуды высокого давления. Л.: Машиностроение, 1982. — 287 с.
- Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. — 272 с.
- Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях: Пер. с англ. -М.: Мир, 1984.-694 с.
- Доможиров Л.И. Теоретический анализ влияния коротких трещин на предел выносливости материалов //Проблемы прочности. 1983. — № 7. С.35−40.
- Лукаш П., Кунц. Л. Модель критических микротрещин на пределе усталости и ее следствие для расчетов циклической прочности //Механическая усталость металлов. Киев: Наук, думка, 1983. — С.224−231.
- Коттрел А.Х. Теоретические аспекты процесса разрушения. //Атомные механизмы разрушения. -М.: Металлургиздат, 1963. С.30−58.
- Курдюлюба Г. Г., Мильмон Ю. В., Трефилов В. И. К вопросу о классификации микромеханизмов разрушения по типам. //Металлофизика. 1970. -№ 2. — С.55−62.
- Ирвин Дж., Парис П. Основы теории роста трещин и разрушения //Разрушение. М.: Мир, 1976. — Т.З. — С. 17 — 66.
- МатохинГ.В., Стеклов О. И. Оценка сопротивляемости сварных соединений, разрушенных в коррозионных средах с использованием методов механики разрушения //Тр. МВТУ им. Н. О. Баумана. 1980. С.9−21.
- Трощенко В. Т. Покровский В.В., Прокопенко А. В. Трещиностой-кость металлов при циклическом нагружении. Киев: Наук, думка, 1987. — 256 с.
- Панин В.Е., Лихачев В. А., ТринявЮ.В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука, 1985. — 217 с.
- Когаев В.П., Махутов Н. А., Гусенков А. Т. Расчеты на прочность и долговечность: Справочник. М.: Машиностроение, 1986. — 224 с.
- МатохинГ.В., Матохин А. В., ГридасовА.В. Диагностика и оценка остаточного ресурса элементов конструкций из низколегированных сталей //Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1991. -№ 3. С.28−35.
- ХерцбергР.В. Деформация и механика разрушения конструкционных материалов: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1989.
- Бакши О.А. Механическая неоднородность сварных соединений: Текст лекций по курсу «Специальные главы прочности сварных конструкций». Челябинск: ЧПИ, 1983. 4.2. — 56 с.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике М.: Наука, 1984. 831с.
- Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Высшая школа, 1980. -368 с.
- Отс А. А. Коррозия и износ поверхностей нагрева котлов. М.: Энергоатомиздат, 1987. — 272 с.
- Зайнулин Р.С. Обеспечение работоспособности сосудов и трубопроводов. М.: 1ДЖГИХИМНЕФТЕМАШ, 1981.-270 с.
- Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. — 600 с.
- Любов Б.Я. Кинетическая теория фазовых превращений. М.: Металлургия, 1969. — 263 с.
- Акритов А.С., Шоршоров М. Х. О скорости роста аустенитных зерен в ОШЗ при сварке. //Сварочное производство. 1992. — № 2. С. 29 -31.
- Лахтин Ю.М., Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1983.-359 с.
- Акритов А.С., Бороденко В. М., Шоршоров М. Х. О росте зерна аустенита в околошовной зоне при сварке. //Сварочное производство. 1989. -№ 12. С.28−30.
- Прохоров Н.Н. Физические процессы в металлах при сварке. М.: Металлургия, 1976. — Т.2, — 600 с.
- Астафьев А.С., Гуляев А. П. О росте зерна стали в околошовной зоне. //Сварочное производство. 1972. — № 7. С. 45 — 47.
- Макаров Л.Э., ВялковВ.Г., Соболев В. В. Экспериментально расчетный метод оценки стойкости однопроходных сварных соединений легированных сталей больших толщин против холодных трещин. //Сварочное производство. 1989. — № 2. С. 41 — 43.
- Хакимов А.Н. Электрошлаковая сварка с регулированием термических циклов. М.: Машиностроение, 1984. — 208 с.
- Гуляев А.П. Металловедение. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986.-542 с.
- Мещеряков В.М., Долженко А. Ю., Элькин А. И. Алгоритм расчета параметров ЗТВ для контроля технологии сварки. //Сварочное производство. -1994.-№ 2.
- Ларионов В.П., Павлов А. Р., Тихонов А. Г., Слепцов А. И. Применение ЭВМ для численного решения температурного поля при сварке в стык тонких пластин. //Автоматическая сварка. 1979. -№ 11.
- РыкалинН.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.-Л.: Машгиз 1951.
- Багрянский К.В., Добротина З. А., Хренов К. К. Теория сварочных процессов. Киев: Высшая школа, 1976. — 424 с.
- Теоретические основы сварки. Фролов В. В. Винокуров В.А. Вол-ченко В.Н., Парахин В. А., Арутюнова И. А. М.: Высшая школа, 1970. 592 с.
- БельчукГ.А., Гатовский К. М., КохБ.А. Сварка судовых конструкций. Л.: Судостроение, 1980. — 447 с.
- Вержбицкий В.М. Численные методы (линейная алгебра и нелинейные уравнения). М.: Высшая школа, 2000. — 266 с.
- Вержбицкий В.М. Численные методы (математический анализ и обыкновенные дифференциальные уравнения). М.: Высшая школа, 2001. -382 с.
- Бельчук Г. А. Сварные соединения в корпусных конструкциях. Л.: Судостроение, 1969.
- Петров Г. Л., ТумаревА.С. Теория сварочных процессов. М.: Высш. школа, 1977. — 392 с.
- Волков В.М., Михеев Н. Н. Усталостная трещиностойкость судовых конструкций при двухчастотном нагружении //Судостроение. 1985. — № 4. С.9−12.
- Марголин Б.З., Шевцова В. А. Анализ зарождения и развития усталостного разрушения в перлитных сталях. //Проблемы прочности. 1990. -№ 4. С.12−21.
- ТурмовГ.П. Расчет прерывистых связей на прочность с учетом концентрации напряжений. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1984. — 152 с.
- Дегтярев В.П. Деформации и разрушения в высоконапряженных конструкциях. М.: Машиностроение, 1987. — 105 с.
- Куркин С.А. Прочность сварных тонкостенных сосудов, работающих под давлением. М.: Машиностроение, 1976. — 184 с.
- Лившиц. Л.С., Хакимов. А. Н. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений. -М.: Машиностроение, 1989. 336 с.
- Мюнзе В.Х. Усталостная долговечность сварных стальных конструкций. М.: Машиностроение, 1968.
- Макаров Л.Э., Глазунов С. Н. Экспериментально расчетная методика определения структуры в околошовной зоне легированных сталей. //Сварочное производство. 1986. — № 8. С. 9 — 11.
- Касаткин О.Г., Зайффарт П. Интерполяционные модели фазового состава зоны термического влияния при дуговой сварке низколегированных сталей. //Автоматическая сварка. — 1984. № 1. С. 7 — 11.
- Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. — 576 с.
- Лебедев Б.Д. Диаграмма для определения структуры металла швов при сварке низколегированных сталей. //Сварочное производство. 1968. — № 1. С.2−3.
- Лебедев Б.Д., Дукельская О. И., Дашевская Е. А. Расчетное определение твердости зоны термического влияния. //Автоматическая сварка. 1975, -№ 3.
- Акритов А.С., Колечко А. А., Шоршоров М. Х. Влияние термического цикла сварки и термообработки на структуру и свойства металла ЗТВ сварных соединений из улучшенной стали 09Г2СБФ. //Автоматическая сварка. -1989,-№ 11.
- Марковец М.П., Аброськин П. К. Определение прочностных характеристик металла сварных соединений по твердости. //Сварочное производство. 1972.-№ 1. С. 5 -6.
- Якубовский В.В., Грабин В. Ф., Лысенко Н. И. Оценка механических свойств и параметров кривых малоцикловой усталости сварных соединения по твердости. //Автоматическая сварка. — 1982, № 4.
- БельчукГ.А. О приближенной оценке показателей прочности металла зоны термического влияния при сварке углеродистых и низколегированных сталей. //Сварочное производство. 1967, — № 4.
- МатохинГ.В. Оценка ресурса сварных конструкций из перлитно-ферритных сталей: Монография. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2001. — 202 с.
- Матохин Г. В., Гридасов А. В. Проектирование сварных конструкций: Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2001. — 169 с.
- Кузьминов С.А. Сварочные деформации судовых корпусных конструкций. Л.: Судостроение, 1974. — 284 с.
- Прохоров Н.Н. Физические процессы в металлах при сварке. М.: Металлургия, 1969. — Т. 1. — 620 с.
- Максимец Н.А., Негода Е. Н. Технология сварки легированных сталей. Владивосток.: ДВГТУ, 2001. — 119 с.
- Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1972.544 с.
- Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: Кн. 1.-М.: Мир, 1986.-349 с.
- Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: Кн. 2. М.: Мир, 1986. — 320 с.
- Конференция по строительной механике корабля памяти профессора П. Ф. Папковича: Тез. докл. Международная науч. конф. СПб.: ВИНИТИ, 2000.-346 с.
- Бойцов Г. В., Палий О. М. Прочность и конструкция корпуса судов новых типов. JL: Судостроение, 1979. — 360 с.
- Петинов С.В. Основы инженерных расчетов усталости судовых конструкций. JL: Судостроение, 1990. — 224 с.
- Козляков В.В., Петинов С. В. Исследование малоцикловой усталости некоторых судостроительных материалов и конструкций. В сб. Прочность судовых конструкций, 1967, вып. 99, С.111−117
- Барабанов Н.В. Конструкция корпуса морских судов: Учебник 3-е изд., перераб. и доп. — JL: Судостроение, 1981. — 552 с.
- Барабанов Н.В., Иванов Н. А., Новиков В. В., ШемендюкГ.П. Повреждения и пути совершенствования судовых конструкций. JL: Судостроение, 1989.-254 с.
- Короткин Я.И., Ростовцев Д. М., Сивере Н. Л. Прочность корабля. -JL: Судостроение, 1974.-432 с.
- Максимаджи А.И. Прочность морских транспортных судов. Вопросы применения стали повышенной прочности. Д.: Судостроение, 1976. — 312 с.
- Akita Y. Statistical Trend of Ship Hall Failure //PRADS, 83. The 2nd International Simposium on Practical Design in Shipbuilding. Tokyo- Seoul, 1983. p.619−624.
- Antoniou A.C. Survey on Cracks in Tankers under Repairs //PRADS. Tokyo. 1977. p.143−150.
- Путов H.E. Проектирование конструкций корпуса морских судов. 4.2. -JI.: Судостроение, 1976.-419 с.
- Быков В.А., Разов И. А., Художникова Л. Ф. Циклическая прочность судокорпусных сталей. Д.: Судостроение, 1968.
- Быков В.А., Макаров Е. Г. О чувствительности к концентрации напряжений при переменном нагружении. Труды ЛКИ, 1972, вып. 75, С.21−26.
- Быков В.А. Пластичность, прочность и разрушение металлических судостроительных материалов. Д.: Судостроение, 1974. — 216 с.
- Всеволод Г. Н. Пластическая выносливость судостроительной стали. Труды ЖИ, 1959, вып. 27, с.27−54.
- БенхэмП.П. Усталость металлов при сравнительно малом числе циклов больших переменных нагрузок. В кн.: Усталость и выносливость металлов.-М., 1963, С.229−256.
- Матохин Г. В., Матохин А. В., Погодаев В. П. Прочность и надежность сварных соединений. Владивосток: ДВГТУ, 1991. — 96 с.
- Карзов Г. П., Леонов В. П., Марголнн Б. З. Механическая модель развития усталостной трещины. //Проблемы прочности, 1985. № 8.
- Серенсен С.В. Усталость материалов и элементов конструкций. -Киев: Наукова думка, 1985. Т.2. — 256 с.
- Dixon I.R. Stress and strain distribution around cracks in sheet material having various work-hardening characteristic. J. Fract. Mech., 1965, 224. № 1, p. 224−244.
- ПартонВ.З. Механика разрушения: От теории к практике. М.: Наука, 1990.-240 с.
- Литвиненко С.П., Добротина З. А. и др. Некоторые особенности сварки низколегированной стали 09Г2СБФ. //Автоматическая сварка. 1975, -№ 3.
- Антикайн П.А. Надежность металла паровых котлов и трубопроводов-М.: Энергия, 1973. 128 с.
- Баранов П.А. Предупреждение аварий паровых котлов. М.: Энер-гоатомиздат, 1991.-272 с.
- Хромченко Ф.А. Ресурс сварных соединений паропроводов. М.: Машиностроение, 2002. — 352 с.
- Токадзи К., Андо Д. Статистические характеристики прочности материалов. Металлические материалы. //Дзайре, 1982. С.102−107.
- Аносов А.П. Оценка ресурса судовых конструкций в условиях циклического нагружения: Дис. на соиск. докт. техн. наук. Владивосток, 2001. -371 с.
- Серенсен С.В. Квазистатическое и усталостное разрушение материалов и элементов конструкций. — Киев: Наукова думка, 1985. Т.З. — 231 с.
- Нотт Дж. Основы механики разрушения. М.: Металлургия, 1978.256 с.
- Романив О.Н. Вязкость разрушения конструкционных сталей. М.: Металлургия, 1979. — 176 с.
- Мешков Ю.А. Физические основы разрушения стальных конструкций. -Киев: Наук, думка, 1981. 238 с.
- Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности. /Винокуров В.А., Куркин С. А., Николаев Г. А. /Под. ред. Б. Е Па-тона М.: Машиностроение, 1996. — 576 с.
- Прилуцкий А.И. Разработка нормативно-технического, методического и организационного обеспечения повышения качества сварочного производства. Автореф. дис. на соиск. канд. техн. наук: Ростов-на-Дону, 2004. — 21 с.
- Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Т.2. — М.: Машиностроение, 1974.-370 с.
- MolokovK.A. Research of a resource of metal in a zone of thermal influence. Four International Young Scholars' Forum of the Asia-Pacific Region Countries 2003.
- Тарасов A.A., Матохин Г. В., Молоков K.A. Распределение температурных полей и их влияние на структурные параметры материалов при сварке. Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта Сборник: — Владивосток 2005. — 202с.
- G.V. Matohin, К.A. Molokov Computational method of endurance limit determination for different loading cycle parameters. The Seventh International Symposium on Marine Engineering Tokyo, October 24−28, 2005. p. 147.
- Молоков К.А. Оценка пределов усталости в зоне концентраторов напряжения. Молодежь и научно-технический прогресс. Материалы региональной научно-технической конференции. Владивосток: ДВГТУ, 2006. с. 295. -ч.2.
- МатохинГ.В., Молоков К. А. Расчетная оценка эффективных коэффициентов концентрации. Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта. Сборник: — Владивосток 2006. — 208с.
- Арчер Т., Уайтчепел Э. Visual С++ .NET. Библия пользователя: Пер. с англ. М.: Вильяме, 2003. — 1216 с.
- ДейтелХ.М., Дейтел П.Дж. Как программировать на С++: Пер. с англ. М.: Бином, 2003. — 1125 с.
- Кнут Д.Э. Искусство программирования. В 3-х т.: Пер. с англ. М.: Вильяме, 2005.
- Корнелл Г. Программирование в среде Visual Basic 5 /Пер. с англ. -Минск: ООО «Попурри», 1998. 608 с.
- Сайлер Брайан, Споттс Джефф. Использование Visual Basic 6. Специальное издание: Пер. с англ. М.- СПб.- К.: Вильяме, 2001. — 832 с.