ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Вычисление коэффициента интенсивности напряжений
Далее вычисляют расчетное значение коэффициента интенсивности напряжений Kq по формулам табл. 6.4.
Зная Kq, определяют минимально допустимые корректные размеры: для плоских образцов толщину tpK и для цилиндрических образцов — диаметры DpK и dpK по формулам:
V =РкDpk =2,3dpK =1,6•[^ (6.135)
Здесь Рк =2,5 для сталей, алюминиевых и титановых сплавов; и Рк = 0,6 для чугунов.
|
Таблица 6.4 Формулы для вычисления расчетной величины коэффициента интенсивности напряжений
|
Результат вычисления Kq по формулам табл. 6.4 считается корректным (Kq = KIC), если справедливы следующие три условия:
■ У диаграммы II вида: PC < 1,1PD; у диаграмм III и IV видов: Pc < 1,1Pq.
■ У плоских образцов 1, 3 и 4 типов: t > tpK; Фс = (1 - tc/t) ■ 100% < < 1,5%; кроме того Vc < 1,2Vq для диаграмм III и IV типов и Vc < 1,2VD для диаграмм II типа.
■ У образцов 2 типа: D > DpK; d > dpK.
Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то для определения корректного критического значения коэффициента интенсивности напряжений Kic требуется испытать образцы большего размера.
По некорректным результатам испытаний можно вычислить условный коэффициент интенсивности напряжений КС — по формулам табл. 6.4 с заменой Pq на PC. Полученные значения Kq принимают равными КС.
Можно также вычислить критический коэффициент интенсивности напряжений для образца данной толщины или диаметра KqT, предварительно рассчитав величины номинального разрушающего напряжения по ослабленному сечению образца стС0 по формулам табл. 6.5.
В случае, когда стС0 меньше 0,8ст0 2 по формулам табл. 6.4 вычисляют значения Kq. По полученным значениям Kq определяют значения расчетной длины (полудлины) исходной трещины
|
Таблица 6.5 Формулы для вычисления разрушающего напряжения асо
|
с учетом пластической зоны lT для плоских образцов типов 1, 3 и 4 по формуле к2
і — і і 1 Q T — (6Л36)
и расчетного диаметра ослабленного сечения с учетом пластической зоны dT для цилиндрических образцов типа 2:
і KQ
d — 1 - о^-г1, (6.137)
3 - л г0,2
где у = 210 • t* + 1,8 при t* от 1х10-3 до 20х10-3 и g = 6 при t* больше 20х10-3. t* — безразмерный параметр, численно равный тол
щине образцов типов 1, 3 и 4 в м.
Далее значение KqT получают по формулам табл. 6.4 с заменой Kq на KqT, l на lT для образцов типов 1, 3 и 4, d на dT для образцов типа 2.
Если стс0 меньше 0,8ст0 2, можно вычислять критический коэффициент интенсивности напряжений для образца данной толщины или диаметра при максимальной нагрузке КС, в соответствии с табл. 6.4 с заменой Kq на Кс и Pq на PC.
Вычисление раскрытия трещины Sc-
Величину раскрытия трещины 8С вычисляют для точек С любых типов диаграмм «Р—V» рис. 6.61 по формулам табл. 6.6.
|
Тип образцов |
Формула |
|
1и2 |
, У + (Ki)2 ■ (1 - V2) 8с “ + 2а0,2 ■ Е |
|
3 |
С = ус ■ (Ь-D + Kc)2 ■(1 - V2) С рС 3Z + 1,75Ь + 21 2о0 2 ■ Е |
|
4 |
, У 0,4 ■ (Ь -1) + (КС )2 ■ (1 - V2) С рС 0,4Ь + 0,6/ + Z 2о0 2 ■ Е |
|
Таблица 6.6 Формулы для вычисления раскрытия трещины 5с |
Входящее в эти формулы значение условного коэффициента интенсивности напряжений KC вычисляют по формулам соответствующего раздела из 6.3.16. Смещение берегов надреза за счет пластической деформации в точке С диаграммы VpC находят графически из диаграмм «Р-V» в соответствии с рис. 6.61.
