СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ОПРЕДЕЛЕНИЮ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ

Проблема сварочных деформаций и напряжений привлекла к себе внимание широкого круга исследователей лишь в 30-х годах текущего столетия. Неотложные задачи индустриализации страны дали сильный толчок делу изучения прочности сварных конструкций. В те годы наибольшее развитие эти работы полу­чили в Центральном институте железнодорожного транспорта НКПС (Г. А. Николаев, В. И. Возняк и др.), в Институте электросварки АН УССР (Е. О. Патон, Б. Н. Горбунов и др.), в ЦНИИ промышленных сооружений (Н. С. Стрелецкий, Б. Н. Дучинский), в Ленинградском политехническом инсти­туте им. М. И. Калинина (Н. О. Окерблом) и в некоторых других научных учреждениях. В последующие годы круг научных учреждений и кафедр, разрабатывающих проблему прочности сварных конструкций, непрерывно расширялся. За последние 30—35 лет появилось большое количество работ по эксперимен­тальному изучению прочности сварных конструкций, по экспе­риментальному изучению прочности сварных конструкций, по экспериментальному и теоретическому исследованию сварочных деформаций и напряжений. Здесь не ставится цель перечислить все опубликованные по этим вопросам экспериментальные и тео­ретические работы. Выделим и отметим лишь те работы, которые были непосредственно посвящены теории сварочных деформаций и напряжений, наиболее закончены и хронологически в печати появились одними из первых.

К первой из таких работ следует отнести исследование

А. Д. Бондаренко [11]. Он занимался изучением сварочных деформаций и напряжений полосы, возникающих при наплавке валика на одну из ее продольных кромок. Рассматривая эту задачу, как температурную, он использовал кривую. распределе­ния температуры по ширине полосы в данный момент времени и гипотезу плоских сечений.

Boulton и Lance Martin [139] занимались исследованием сварочных деформаций и напряжений, возникающих при на­плавке валика па продольную кромку полосы и при одновремен­ной наплавке валиков на ее противоположные кромки. При заданных мощности источника и скорости его перемещения авторы устанавливают закон распределения температуры пластины для любого момента времени, а затем, используя температурную кривую в данном поперечном сечении полосы в данный момент времени и гипотезу плоских сечений, находят как временные, так и остаточные деформации и напряжения в том же поперечном сечении. Эта работа отличается от работы [11] тем, что авторы [139] предполагают наличие зоны пластических деформаций как при нагреве, так и при остывании.

Г. А. Николаев [74—76] для определения сварочных дефор­маций и напряжений также использует температурную кривую в данном поперечном сечении полосы и гипотезу плоских сечений. В работе [76] им дан метод фиктивных сил, учитывающий всю зону пластических деформаций нагрева.

В. В. Шеверницкий и Р. В. Мамонов [132] провели широко и обстоятельно поставленные опыты но выяснению механизма возникновения сварочных деформаций и напряжений полосы и выяснению влияния различных факторов на эти деформации и напряжения.

Н. О. Окерблом [85] дал численно-графический метод учета дополнительных пластических деформаций нагрева свободной полосы, возникающих после предельного состояния.

В разработке теории сварочных деформаций и напряжений на сегодня существуют два направления [52, 116][4]. Первое направление в дитературе известно как метод фиктивных сил. Впервые в наиболее законченном виде это направление представ­лено в работе Г. А. Николаева [76]. В работах второго направле­ния задача определения сварочных деформаций и напряжений рассматривается как обычная температурная задача деформи­руемого тела. Впервые это направление представлено в работах

А. Д. Бондаренко [11], Boulton и Lance Martin [139]. Все опубликованные позднее теоретические работы по этому вопросу примыкают к этим двум направлениям. Мы дадим изложение основных идей работ [76, 85, 139] и укажем последующие работы, которые примыкают к ним.