ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Температурные’ зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

Для того, чтобы определить по результатам растяжения глад­кого образца параметры кривой нагружения (A и n), эксперимен­тальную кривую нагружения (ст; - ег ) строят по точкам в лога­рифмических координатах, как показано на рис. 5.26.

В качестве исходной используют диаграмму, записанную ис­пытательной машиной в координатах нагрузка — удлинение об­разца в сумме с деформацией испытательной машины (рис. 5.27).

Температурные' зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

Рис. 5.26

Кривые нагружения образцов в логарифмических координатах и схема определения размеров шейки образца

Р,

Поскольку в литературе при обработке таких диаграмм часто встречаются ошибки, опишем процесс построения более подробно.

Температурные' зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

1 3 5 7 9 11 ft &[

Рис. 5.27

Обработка машинной диаграммы растяжения гладкого образца

Точки, относящиеся к площадке текучести, не строят. Для то­чек, относящихся к возрастающей части кривой нагрузка — удли­нение, напряжения и деформации определяются обычным путем:

Температурные' зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

(5.42)

где L0 — начальная длина рабочей части образца (L0 = Ьц - D0); Ьц — длина цилиндрической части образца (расстояние между галтелями); D0 — начальный диаметр рабочей части образца; ALra — пластическое удлинение образца, измеряется по диаграм­ме, записанной машиной; P — нагрузка на образец, измеряется по диаграмме; F — текущая площадь поперечного сечения образ­ца; F0 = nD02/4 — начальная площадь поперечного сечения рабо­чей части.

Но как только нагрузка достигает максимума, на рабочей части образца появляется шейка, и в дальнейшем пластические деформа­ции сосредотачиваются в ней. Первая формула (5.42) становится несправедливой, и чтобы далее измерять деформацию, нужно пре­рвать дальнейшее растяжение образца, а в месте ясно видимой шейки поставить датчик, измеряющий диаметр шейки 2а. Если такого датчика нет, приходится ограничиться только вычислени­ем конечной точки диаграммы, предварительно измерив диаметр шейки после разрушения образца и сняв с конечной точки диа­граммы значение нагрузки Pk в момент разрушения.

На падающей части кривой нагружения деформации ei опре­деляют по формуле

Температурные' зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

(5.43)

где Dmin — минимальный по длине рабочей части образца диаметр в данный момент времени.

Вторая формула (5.42) позволяет вычислить только средние на­пряжения в минимальном сечении осесимметричного концентра­тора, которым является шейка на образце. Для вычисления напря­жений в шейке можно воспользоваться решением Бриджмена.

Обозначим:

Температурные' зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

(5.44)

где а — радиус минимального сечения шейки (рис. 5.266); R — радиус кривизны шейки в минимальном ее сечении (рис. 5.266); S — среднее напряжение в минимальном сечении (S = P/F).

S

Температурные' зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

В соответствии с решением Бриджмена, напряжения в мини­мальном сечении шейки вычисляются по формулам:

(5.45)

Здесь г, ф — полярные координаты в минимальном сечении с ра­диусом а (рис. 5.266).

Как видно из этих формул, интенсивность напряжений рас­пределяется равномерно по минимальному сечению шейки образ­ца. Касательные напряжения в этом сечении, в силу симметрии верхней и нижней части образца, равны нулю. Поэтому нормаль­ные напряжения и есть главные. Они максимальны на оси враще­ния образца при г =0. Здесь:

Температурные' зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

Температурные' зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

а1, max + 2 ' а2,

Температурные' зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

, max

3

(5.46)

Температурные' зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

Для того чтобы вычислять напряжения по формулам (5.45) и

(5.46) , нужно в процессе испытаний измерять не только диаметр шейки 2а, но и ее радиус кривизны R. Но измерить Rочень непро­сто. Путем обработки многочисленных результатов измерений, выполненных Бриджменом, получены эмпирические формулы, связывающие параметр ^ с деформацией в шейке образца:

(5.47)

Они позволяют в процессе ис­пытаний обходиться только из­мерениями диаметра шейки об­разца.

/ 2 КГС/ММ

Температурные' зависимости МОДУЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ УПРОЧНЕНИЯ

120

100

80 60

-200-160-120 -80 -40 0 °С

Рис. 5.28

Температурные зависимости модуля упрочнения А и показателя упрочнения n стали М16С

На рис. 5.26а показаны в ло­гарифмических координатах 5 построенных таким образом диа­грамм растяжения гладких об­разцов. Над каждой линией ука­зана температура (°С), при кото­рой производились испытания.

По такому рисунку для каж­дой кривой нагружения можно определить модуль упрочнения A как ординату точки прямой с абсциссой et = 1,0 и показатель упрочнения n как тангенс угла на­клона соответствующей прямой. На рис. 5.28 точками показаны результаты вычислений А и n для стали М16С при различных тем­пературах.

Видно, что модуль упрочнения A практически линейно возрас­тает с понижением температуры. Показатель упрочнения n при температуре ниже -60°С уменьшается с уменьшением температу­ры, однако эта зависимость нелинейная.

Итак, чтобы найти упрочнение Астн от предварительного накле­па на величину деформаций ег, н, нужно найти А и n для рассмат­риваемой стали при той температуре, при которой производился наклеп. Если ег, н < sL, то упрочнение вычисляется по формуле

Л^н = A • еПпл -°т. (5.48)

Если предварительная деформация меньше sL, то приходится считать, что Астн = 0.

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

УРАВНЕНИЯ СПЛОШНОСТИ И ПОСТОЯНСТВА ОБЪЕМА

Уравнения сплошности выполняются автоматически, если де­формации вычисляются по формулам (2.25) и (2.26) путем диф­ференцирования трех непрерывных функций для перемещений: ux(x, y, z), uy(x, y, z) и uz(x, y, z). Однако …

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ФОРМУЛЫ (7.16)

Для экспериментальной проверки совместно с ЦНИИ «Проме­тей» были изготовлены крупные образцы из стали М16С (типа ВСт3) и 10ХСНД толщиной 20-40 мм, которые разрушались при температурах от +24 до -196°С. Конструкции …

СОЕДИНЕНИЯ С ЛОБОВЫМИ ШВАМИ

На рис. 7.18 показано сварное соединение листов разных тол­щин (t1 и t2) лобовыми швами № 1 и № 2. При дальнейших расчетах будем считать длину шва равной единице, т. е. …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.