книги из ГПНТБ / Труфяков, В. И. Усталость сварных соединений

сварных

соединений

[23,

53, 137]. Однако все

решения относятся

только к тому случаю,

когда

кри­

вые усталости могут быть выраже­

ны функцией ст"'Л/ =

const,

т.

е.

предполагается,

что кривые

уста­

лости сварных соединений не име­

ют

перелома в пределах

рассмат­

риваемых

напряжений

и количест­

ва их перемен. Между тем, как

было показано в гл. I , кривые

ус­

-ЗЮ ХО т

№

2520 5X0 -600 -S60

•SO 0 120

талости сварных соединений

резко

е.нг/сиг

меняют

свое

направление

при

т/пюо%

сравнительно небольшом числе цик­

№•100%

лов, равном 1,5—3,5 млн., и описы­

*1

ваются экспоненциальным

уравне­

нием (44) с числом циклов в пока­

зателе экспоненты. В этой общей

постановке решение задачи по оцен­

ке

повреждаемости

сварных

со­

-450 so

даця^-ю -Х5

единений, испытывающих

нестаци-

ss

495сф<*

онарное

нагружение

со случайно

б

е

меняющимися

максимальными

и

Рис. 120.

Распределение

перемен­

минимальными напряжениями, рас­

ных напряжении в наиболее нагру­

сматривается в работе

[170].

женных точках:

Переменные

эксплуатационные

a — рукояти (/

— при копании;

2 —

при повороте);

б ив — стрелы;

г —

нагрузки

представляются

стаци­

ходовой раыы.

онарным

случайным

процессом,

о свойствах которого

можно

су­

т.

flk,

Пк2

ПкЗ . . . rtft (ft_[)

0

К

I = Пц

1*42

'ha

- . .

0

0

(69)

'hi

П32

0

. ..

0

0

'hi

0

0

. ..

0

0

СТщах

f 0

0

0

. . . 0

0

->

CTmin

Здесь i и / — порядковый номер

уровней напряжений, причем пер­

чала

координат.

Если матрица

(69) определена по достаточно продолжительной

записи процесса

изменения напряжений в эксплуатационных усло­

виях, то отношение числа циклов nti с экстремальными значениями

° w t

и a min/ к полному числу циклов п определит вероятность

реходит в двумерную функцию

плотности вероятностей Ф (аг а а х t ,

a m i n /)

появления

минимума на i-м уровне после максимума

на /-м

уровне,

которая

наиболее полно

характеризует циклические

свой­

пц = п (Т) Ф (amaxh

amin/).

(70)

Рассекая поверхность Ф ( a m a x ( , a m i n

/) плоскостью,

перпендику­

J4

2—2315

201

И « , t w n V < l

< 7 2 )

Nti=

g т

В.

(73)

Если напряжение ст0

задано в виде

расчетного

сопротивления

в случае дискретного распределения

< 1 ,

(74)

В

, ^max t

.

l n - ^ — ( 1 - г , )

< Ы г < 1 .

(75)

,

тах/ ,,

ч

о , < / ? „

(76)

эксплуатационному режиму нагружения

сварной

конструкции;

R,

— расчетное сопротивление усталости

сварного

соединения.

При таком подходе к проверке на усталость

расчетные форму­

лы

могут быть получены исходя из следующего.

Если принять, что

=

(77)

2 2 " "

^

=

^

"

= D -

(78)

Из

условия равенства

зависимостей

(78)

и

(77)

2 2

» *

Мэ

=

—1—1

•

(79)

Числитель и знаменатель здесь определяются

зависимостями

(70),

(74) и

(75).

Используя уравнение кривой усталости, получаем

ст0ехр I

| .

(80)

i

i

i

i

ч

г =

Если

напряжение а0

, отвечающее

коэффициенту асимметрии

= 0, задано в виде расчетного сопротивления усталости R , a , форму

ла для проверки на

усталость принимает вид

<Rr..

(81)

(

- Я

У,

ехр

ЛИТЕРАТУРА

1.

А р ж а к о в

В. Г.,

И г н а т ь е в а

B . C . , И м м е р м а н

А. Г.

Оста­

точные напряжения

от

сварки

в узлах

стальных

ферм.— Промышленное

строительство,

1971,

6.

2.

А с н и с

А. Е.

Вибрационная

прочность сварных

соединении из

низко­

легированных и малоуглеродистых сталей при симметричном и пульсирующем

- V

циклах напряжения.— Автоматическая сварка, 1951,

5.

из

мало­

3} А с н и с

А. Е.

Динамическая

прочность сварных

соединений

углеродистой и низколегированной сталей. Машгнз, М.,

1962.

4.

А с н и с

А. Е.,

И в а щ е и к о

Г. А.

Повышение

прочности

сварных

соединений при переменных нагрузках путем электродуговоп обработки.—

Автоматическая сварка, 1967,

10.

5.

А с н и с

А. Е.,

И в а ш, е и к о

Г. А.,

Н а з а р е н к о

А. Н.

Приме­

нение в сварных конструкциях сталей с пределом текучести

40—45

кГ/мм,

легированных

ниобием и ванадием.— Автоматическая

сварка,

1971,

4.

6.

Б а к ш и

О.

А.

и

Ш р о н

Р.

3.

Прочность

при

статическом

растяже­

нии

сварных

соединений

с мягкой прослойкой.— Сварочное

производство,

1962,

5.

' 7.

Б а к ш и

О. А.,

К л ы к о в Н. А.,

Р о м а н о в

Е. С.

О

совместном

влиянии концентрации напряжений, свойств металла околошовной зоны и

остаточных

напряжений

на

усталость

образцов

при плоском

напряженном

состоянии.— Автоматическая

сварка,

1971,

7.

стали НЛ-2. — Сварочное производство, 1957,

6.

П. Б а т ь

А. А.,

К о ш у т и н

Б. Н. Статистическое изучение крановых

нагрузок.— Строительная механика и расчет сооружений, 1960,

3.

12. Б а т ь

А. А.,

К о ш у т и н

Б. Н.— Режим эксплуатации

подкрановых

балок

и мостовых

кранов.— Строительное

проектирование промышленных

предприятий,

1961,

1.

^

16.

Б е л я е в В. И.

Исследование процесса усталости металлов, Минск, 1962.

Изд-вс Мин-ва высшего, среднего специального и профессионального образо­

вания-

17.

Б о л ь ш а к о в

К. П.

Влияние некоторых конструктивных и техноло­

гических факторов

на

вибрационную прочность сварных конструкций.—

В кн.: Вибрационная прочность сварных мостов. Труды ЦНИИС, 8. Транс-

желдориздат, М.,

1952.

19. Б о л ь ш а к о в К- П. Конструктивные и технологические

мероприятия

по снижению

концентрации

напряжений

в сварных

конструкциях.— В кн.:

Исследование

вибрационной

прочности

сварных

мостовых

конструкций.

24. Б ы к о в В. А. ,

Р а з о в И. А., X у д о ж н и к о в а

Л.

Ф. Цикли­

ческая прочность

судокорпусных сталей. «Судостроение»,

Л.,

1968.

27.

В и н к л е р О. Н., М а х у т о в

Н. А.

Сопротивление хрупкому

раз­

рушению малоуглеродистых

сталей в связи с предварительным циклическим

нагружением.— Автоматическая сварка, 1967,

7.

28.

В и н о к у р о в В. А.,

С к у р и х и н

М. Н., Н и к о л а е в

В. В.

Значение высокого отпуска для сварных конструкций.— В кн.: Надежность

сварных соединений и конструкций. «Машиностроение», М.,1967.

31.

Г и л ь д е

В. Повышение

выносливости

сварных соединений конструкций

с помощью пластмассовых

покрытий.— Автоматическая сварка,

1965, 1.

32.

Г и р е н к о

В. С ,

К о т е н к о

Э. В.

Влияние остаточных

напряжений

и деформационного старения на сопротивляемость стали возникновению хруп­

ких трещин.— Автоматическая сварка, 1968, 2.

33.

Г и р е н к о

B . C . ,

Д е й н е г а

В. А.,

X о л о л е е в

A . M .

Изменение

вязкости разрушения конструкционных сталей под влиянием циклического

нагружения.— Проблемы прочности, 1971,

11.

34.

Г о л ь д ш т е н н

Я - Е .

Низколегированные стали в

машиностроении. •'

Машгиз, М.,

1963.

37.

Г о х б е р г

М. М.

Усталостная

прочность

элементов металлических кон-

/

струкций.— В

кн.:

Труды

Ленинградского

политехнического института

t

им. М. И. Калинина,

219, 1962.

38.

Г о х б е р г

М. М.,

Т у н

Б а о

И. Влияние предварительного нагруже-

жения и высокого отпуска на усталостную прочность сварных соединений.—

В кн.: Конструкции и расчеты машин. Труды

Ленинградского политехниче­

ского института, 236.

Машиностроение, М.—Л., 1964.

39.

Г л а д ш т"е й н

Л. И.,

К у з ь м и н

Ю. П. Свариваемость закаленной низ­

колегированной конструкционной стали.— Сварочное производство,

1963, 7.

40.

Г л а д ш т е й и

Л. И.

Сопротивляемость переменным

нагрузкам

высоко­

прочной строительной

стали.— Автоматическая

сварка,

1966,

10.

41.

Г л и к м а н Л. А.,

Ш е х о в ц е в

Е. Д.

Об изменении

хрупкой проч­

ности стали при циклической пластической деформации.— Физика

металлов

43.

Г у щ а

О. И.,

Л е б е д е в

В.

П у г а ч

И. Ф.

Определение долго­

вечности сварной конструкции с учетом действующих нагрузок.— Автома­

тическая сварка,

1967,

3.

44.

Д

а в и д е и к о в

Н. Н.

Усталость

металлов. Изд-во АН УССР, К.,

1949.

45.

Д

а в и д е н к о в

Н. Н.,

Н а з а р е н к о

Г. Т. Изменение

механических

свойств в стали в процессе усталости.— ЖТФ, 1953, 23,

5.

46.

Д

а н и л к о

Б. М.,

Д ь я ч е н к о

В. Н.,

Л а р и н а

Л. Н.

Ускоренное

определение предела

выносливости

сварных

соединений.— Автоматическая

сварка,

1972,

2.

47.

Д

а н и л о в

С. А.

Распределение

усилий

в электросварных

швах.— Ав­

тогенное дело, 1930, 9, 10;

1931,

1.

48.

Д а н и л о в

Ю. С ,

К а д а т н о в а Н. В.

Роль частоты нагружения при

испытаниях на выносливость.— Заводская лаборатория,

1959,

6.

49.

Д в о р е ц к и й

В. И.,

Т р у ф я к о в В. И.

Определение

нагрузок

для

расчета

на усталость

подкрановых

балок.

Изд.

ВИНИТИ

№ 888-69-Деп.

железобетонных

мостов. Труды ЦНИИС, 35. Трансжелдорнздат, М., I960.

i 5 4 . Е в г р а ф о в

Г. К-, О с и п о в В. О.

Об использовании

остаточных на­

пряжений для

повышения

усталостной

прочности сварных

конструкций.—

Сварочное производство, 10,

1960.

58. Ж е м ч у ж н и к о в

Г. В.

К

вопросу определения сопротивления стали

распространению хрупких трещин.— В кн.: Проектирование сварных кон­

струкций. «Наукова

думка»,

К-,

1965.

63.

К а с а т к и н

Б. С ,

М у с и я ч е н к о

В. Ф.

Низколегированные,

вы­

сокопрочные стали для сварных конструкций.— Автоматическая сварка,

1966,7.

64.

К а с а т к и н

Б. С ,

М у с и я ч е н к о

В. Ф.

Низколегированные

стали

высокой прочности для

сварных конструкций.— «Техшка», К., 1970.

68.

К л ы к о в

Н. А.

Использование

сосредоточенного

(точечного)

нагрева

для повышения усталостной прочности сварных соединений.— Автоматиче­

ская сварка,

1966,

8.

69.

К л ы к о в

Н.

А.,

С к р е б к о в

А.

Г.

Чувствительность

сварных

со­

единений малоуглеродистых сталей к концентрации напряжений при цикли­

ческих нагрузках.— Автоматическая сварка, 1967, 7.

70.

К л ы к о в

Н. А.,

Р о м а н о в

Е. С.

Усталостная

прочность

сварных

образцов при изгибе с кручением.— Автоматическая сварка,

1969,

6.

71.

К л ы к о в а

Г. И.,

К л ы к о в

Н.

А.

К

вопросу

об

изучении

чувстви­

тельности

металла

сварных

соединений

к

концентраторам

напряжений.—

В кн.:

Вопросы

сварочного

производства.

Труды

ЧПИ,

33.

Челябинск,

1965.

72.

К л ы к о в а

Г. И.

Усталостная

прочность

сварных

соединений с мягкой

прослойкой.— В

кн.: Вопросы

сварочного

производства. Труды

ЧПИ,

63.

Челябинск,

1968.

73.

К о л т у н о в П. С.

Вибрационная прочность сварных

соединений

из

ста­

ли НЛ-2

(СХЛ-2).— В

кн.: Экспериментальные исследования стальных кон­

струкций. Стройиздат, М.,

1950.

74.

К о ч е р г о в а

Е. Е.

Вибрационная прочность соединений

из

низколеги­

рованных сталей.— В кн.: «Исследования

по металлическим

конструкциям».

Труды ЦНИИСК, 5. Стройидат, М.,

1961.

77. К р а й ч и к М. М., Д о р о д н и ц ы н а

Н. В. Анализ хрупких разру­

шений

сварных конструкций подвижного

состава.— Автоматическая сварка,

1965,

9.

•» 79.

К р а й ч и к М. М.,

Ш л я п и н В. Б.,

Д а в ы д о в А. И. Влияние по­

верхностного упрочнения сварных соединений на сопротивление хрупкому

разрушению.— В кн.: Исследование прокатной стали и свойств сварных со­

единений для подвижного состава. Труды

ЦНИИ МПС, 323. «Транспорт»,

М.,

1966.

80.

К р а й ч и к М. М.,

М и н к о в Я- Л.,

К и я н Д. М. Упрочнение свар­

ных рам тележек подвижного состава методом поверхностного пластического

деформирования.— В кн.: Повышение прочности и долговечности деталей ма­

шин,

ПО. «Машиностроение», М., 1969.

84. К у Д р я в ц е в И. В., С а в в и н а Н. М.

Повышение усталостной

проч­

ности

сварных соединений поверхностным

наклепом.— Автогенное

дело,

1951,

4.

86.

К у д р я в ц е в

И. В.,

С а в в и н а Н. М. Исследование усталостной проч­

ности соединений, выполненных электрошлаковой сваркой на образцах боль­

шого сечения.— Сварочное производство, 1956,

11.

87.

К у д р я в ц е в

И. В.,

Н а у м ч е н к о в

Н. Е., С а в в и н а Н. М.

89.

К у Д р я в ц е в

И. В.,

М и н к о в

Я Л . ,

Б у рм

п е т р о в а

Л. Н.

Упрочнение необработанных сварных швов методом поверхностного

пласти­

ческого деформирования.— В кн.: Научно-техническая информация о работах

ЦНИИТМАШ, 61,

1966.

90.

К у Д р я в ц е в

П. И.,

Г е л ь м а н

А. С.

Влияние

механической неод­

нородности на усталостную прочность сварных соединений.— Сварочное про­

изводство, 1964, 11.

91.

К у д р я в ц е в

П. И.

Определение

влияния концентрации напряжений

на усталостную

прочность механически неоднородных

сварных

соедине­

95.

Машины,

приборы

и

другие

технические

«изделия,

предназначенные

для эксплуатации в условиях низких температур (северное исполнение).

ГОСТ 14892-69.

96.

М е л ь н и к о в Н. П.,

З е л я т р о в

В. Н.

Выбор сталей для строитель­

ных металлических конструкций. Стройиздат, М.,

1967.

97.

М и х е е в

П. П.,

Т р у ф я к о в

В. И.,

Б у ш т е д т

Ю. П. Применение

импульсивной обработки для повышения выносливости сварных соединений.—

Автоматическая сварка, 1967, 10.

102.

Н а в р о ц к и й Д. И. Прочность сварных соединений. Машгиз, М., 1961.

103.

Н а у м ч е н к о в Н. Е., Б о г р а д С А.

Усталостная

прочность элемен­

тов сварных металлоконструкций мостовых

кранов.— В

кн.: Повышение

107. Н и к о л а е в

Г. А.,

М а к а р о в

И. И. Влияние качества сварки

на

механические

свойства сварных соединений.— В кн.: Труды МВТУ,

37.

Машгиз, М.,

1955.

< 108. Н и к о л а е в

Г. А.,

Р у м я н ц е в

С В . Повышение выносливости свар­

ных соединений поверхностным наклепом.— В кн.: Вопросы прочности

ма­

териалов и конструкций. Изд-во АН

СССР, М., 1959.

111.

О д и н г

И.

А.

Структурные

признаки

усталости

металлов.

Изд-во

АН СССР, М.,

1949.

112.

О д и н г

И. А.

Допускаемые

напряжения

в

машиностроении.

Машгиз,

М.,

1962.

113.

О д и н г И. А.,

Н и к о н о в

А. Г., М а р ь я н о в с к а я

Т. С.

Влия­

ние циклической нагрузки на порог хладноломкости

углеродистой

стали.—

ДАН

СССР, 1962,

143,

6.

114.

О к е р б л о м

Н. О.

Расчет выносливости сварных конструкций с учетом

напряжений,

возникающих при сварке.— В

кн.: Труды

ЛПИ,

199,

1958.

115.

О к е р б л о м

Н. О.

Комбинированные сварные

конструкции. Судпром-

гиз,

Л.,

1962.

•116.

О к е р б л о м

Н. О.

Конструктивно-технологическое

проектирование

сварных

конструкций.

«Машиностроение», М.—Л.,

1964.

118.

П а т о н Е. О.,

Г о р б у н о в Б. Н., Б е р н ш т е й н Д . О. Влияние

усадочных

напряжений на прочность

сварных конструкций.— Автогенное

дело, 1937,

7.

119.

П е р л и с

И. Л.

Влияние технологических факторов в стыковых швах на

прочность

сварных соединений.— В

кн.: Труды НИИ мостов, собщение

121.

П л а ц к о Г. В., М о й с а

М. И.,

К а р а с е в Л. П. Применение лазе­

ра для

снятия остаточных сварочных напряжений.— Физико-химическая

механика материалов, 1971,

6.

• 122. П о г о д и н - А л е к с е е в

Г. И.,

С а в е л ь е в а

М. С. Влияние тер­

мической обработки на механические свойства околошовной зоны стали 55.—

Сварочное производство, 1957,

3.

123-

П о п о в

К. В., К и с е л е в

Ю. К.

Влияние работы в условиях усталос­

ти на хладноломкость стали.— Автоматическая сварка,

1967, 3.

129. Р а з о в

И. А., X у д о ж н и к о в а Л. Ф.,

Ш е в а н д и н

Е. М. Ис­

следование

влияния циклического нагружения

на изменение

склонности