ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ДИАГРАММА Н. Н. ДАВИДЕНКОВА

Диаграмма (рис. 6.45в) предложена в 1930-х годах в Ленин­градском физико-техническом институте Н. Н. Давиденковым. Она построена в координатах нормальное напряжение — пласти­ческая деформация и содержит «истинные» кривые нагружения стали, полученные при различных температурах. В те времена «ус­ловными» напряжениями называли дробь, где сила — числитель, начальная площадь образца — знаменатель, а «истинными» — дробь, в которой сила — числитель, текущая площадь минималь­ного сечения образца— знаменатель. «Истинную» деформацию обычно определяли как текущее относительное сужение площади поперечного сечения. Построенная в координатах — «истинная» деформация — «истинное» напряжение — кривая нагружения об­разца называлась его «истинной» кривой нагружения. На рисун­ке эти «истинные» кривые нагружения, полученные при разных температурах, показаны тонкими сплошными линиями. Чем ниже температура испытаний, тем выше располагается кривая.

Диаграмма Н. Н. Давиденкова представляет собой серию кри­вых нагружения, полученную при испытании на растяжение оди­наковых образцов при разных температурах. Кривая для каждого образца заканчивается точкой, в которой произошло его разруше­ние. Если излом был хрупким, точка разрушения отмечена кре­стом. Если произошло вязкое разрушение, то точка разрушения отмечена кружком. Соединив точки с хрупким разрушением, по­лучили линию c—f — зависимости сопротивления отрыву от пред­варительной пластической деформации. Соединив все точки вяз­кого разрушения, получили линию f-g — зависимости прочности при вязком разрушении (Sk — конечная прочность) от предшест­вующей деформации.

На этой диаграмме видны две переходные точки:

1. Точка с соответствует переходу от квазихрупких разрушений к разрушениям при нулевой пластичности, точке с на рис. 6.45а и переходной температуре Тнп.

2. Точка f соответствует переходу от вязкого механизма разру­шения к квазихрупкому, точке f на рис. 6.45а и переходной тем­пературе Тм.

Но линии с-а на этой диаграмме нет. На скорректированной диаграмме Давиденкова (рис. 6.45г) такая линия добавлена. Она идет вертикально при ep = 0.

Линия c-f на этой диаграмме представляет собой зависимость сопротивления отрыву при квазихрупких разрушениях от степе­ни предшествующего наклепа. Поскольку при сериальных испы­таниях на растяжение конструкционных сталей разрушения на линии c-f происходят только при очень низких температурах, увеличение S^ от предшествующей пластической деформации здесь имеет место только за счет поправки AS1 по формуле (6.103).

Еще в 1924 году А. Ф. Йоффе с сотрудниками на каменной соли показал, что линия c-f не зависит ни от температуры, ни от скоро­сти деформации. Позже это подтвердилось и для конструкцион­ной стали.

При деформации растяжением экспонента для ASlep имеет небольшой прогиб вниз, как показано на скорректированной диа­грамме рис. 6.45г. И от этого на диаграмме Давиденкова происхо­дит существенное изменение.

Как видно из рис. 6.45г, при снижении температуры кривая нагружения с выпуклостью вверх сначала касается кривой хруп­кой прочности c-h с выпуклостью вниз только в точке i (отмечен­ной квадратиком); здесь происходит первое при снижении темпе­ратуры квазихрупкое разрушение. При дальнейшем снижении температуры кривые нагружения пересекают линию c-h в двух точ­ках k и l, отмеченных на рисунке такими же квадратиками. По мере снижения температуры эти точки расходятся. При этом на диаграм­ме Давиденкова от линии c-f квазихрупких разрушений остается только участок c-i. От линии вязких разрушений f-g остается толь­ко участок m-g. Между точками m и i появляется срыв, отмечен­ный штрихпунктирной горизонталью.

На исправленной диаграмме Йоффе (рис. 6.456) описанное яв­ление приводит к искривлению линии c—i—h квазихрупких разру­шений так, что при одной и той же температуре вблизи Тнп воз­можны два значения пластической деформации, при которых происходит разрушение. Если нагружение образца происходит при постоянной температуре, то реализуется только участок c-i этой кривой. При дальнейшем повышении температуры происходит вертикальный скачок прочности по линии i-m и далее — вязкие разрушения по линии m-g.

Однако если предварительно нагрузить образец при темпера­туре выше точки i до напряжений выше напряжений, соответст­вующих точке i, но ниже линии m-g, а потом начать постепенно снижать температуру, увеличивая нагрузку, то можно получить разрушения на отрезке i-h. Они происходят при необычайно боль­шой (для этих температур) пластичности материала. Существова­ние этого явления было экспериментально подтверждено в инсти­туте металлофизики АН УССР (ныне — физико-технологический институт металлов и сплавов (г. Киев)).

Из рис. 6.45б следует, что точка f как пересечение кривых с - i-h и f-m-g вообще может не существовать.

Переходная температура Тм в случаях, когда зависимость проч­ности от температуры (линия c-i-h) дает при заданной температу­ре два значения прочности, определяется не пересечением кри­вых, а максимумом по температуре (точкой i) для кривой c-i-h.