Файл: Майзель В.С. Сварные конструкции учебник.pdf

Для определения прочности сварного соединения в сечении по шву применяются образцы, сечение которых в месте сварного шва уменьшено (рис. 3.4, б ) . Размеры таких образцов приведены в табл. 3.3.

При испытаниях на статический изгиб сварных стыковых соеди­ нений проверяют их способность к пластическому деформирова­

мается равным D — 2s.

Если угол изгиба превышает 150°, то после испытания в при­ способлении по схеме на рис. 3.5, б дальнейшее деформирование образца производится между двумя параллельными нажимными плитами с применением прокладки, толщина которой принимается равной диаметру оправки (рис. 3.5, в).

При испытании образцов с односторонними швами в растяну­ той зоне располагается лицевая сторона шва.

При испытании образцов с двусторонними швами в растянутой

§ 10. ВЛИЯНИЕ НАКЛЕПА, КОНСТРУКТИВНОЙ ФОРМЫ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА. ОСОБЕННОСТИ ДЕЙСТВИЯ ПОВТОРНО-ПЕРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ

Влияние наклепа. Если при испытании на растяжение образец загрузить за предел текучести, затем разгрузить и после неко­

текучести и, связанное с этим повышение предела текучести и предела прочности (а также и твердости) называется наклепом.

Подобное же явление наблюдается и при различных других воздействиях на металл, производимых в процессе изготовления конструкций. При этом металл упрочняется, но становится менее пластичным. Почти все методы обработки металла создают наклеп.

Особенно значительный наклеп вызывают операции, которые соз­ дают пластические деформации при холодном состоянии металла.

К числу таких операций относятся: холодная гибка, холодная правка, холодная проковка, которые часто применяются в про­ цессе изготовления металлических конструкций. Наклеп вызы­ вает также и сварка. При этом металл, расположенный вблизи сварного шва, подвергающийся действию пластических дефор­ маций, вызванных неравномерным нагревом, несколько теряет свои пластические свойства. Суммарное влияние различных опе­ раций, применяемых в процессе изготовления, может привести

кпоявлению местных трещин.

Всвязи с этим необходимо ограничивать степень подобных

воздействий и учитывать их при разработке технологического про­ цесса. Этими же обстоятельствами объясняются также и требо­ вания, предъявляемые к металлу по уровню его исходных ха­ рактеристик пластичности.

Для конструкций, при изготовлении которых нельзя избежать холодного деформирования, применяют стали с несколько боль­ шим запасом деформационной способности. К числу таких сталей относятся марки котельной стали 15К, 20К, 25К.

Структуру наклепанного металла можно исправить термиче­ ской обработкой.

Влияние формы. Механические свойства материала конструк­ ции оцениваются следующими характеристиками: модулем упру­ гости Е\ пределом прочности ств; пределом текучести ат; относи­ тельным удлинением б; относительным сужением я):; ударной вяз­ костью аи\ критической температурой хрупкости Тк и некоторыми другими.

Все эти характеристики определяются по результатам спе­ циальных испытаний стандартных образцов из однородного мате­ риала. Общей связи между всеми указанными механическими характеристиками не установлено. В расчетах на прочность, про­ водимых при проектировании, используются только такие ха­ рактеристики, как Е, ав и ат. Такие характеристики, как б, ф, аи, Тк используются лишь для некоторой приближенной оценки деформационной способности материала и его сопротивляемости хрупким разрушениям при наличии концентраторов напряжений и низкой температуры.

Условия работы элементов реальных конструкций, для кото­ рых характерно наличие большого разнообразия форм, сущест­ венно отличаются от условий испытания стандартных образцов.

Условность определения механических характеристик и при­ вязка их значений только к определенной форме стандарт­ ного образца ограничивает возможности определять то влияние, которое оказывает на эти характеристики различная форма, возможная в элементах реальных конструкций. Механические характеристики, полученные при испытании различных по форме образцов, строго говоря, несопоставимы между собой. Особенно

четко это заметно по отношению к характеристикам пластичности. Отражается это также и на значении таких характеристик, как предел прочности, предел текучести и других. Условность опре­ деления предела прочности при испытании стандартного образца состоит в том, что его величина определяется по формуле

где Ргаах — наибольшее значение нагрузки, достигнутое в про­ цессе испытания на разрыв; F0 — площадь поперечного сечения образца, определенная до начала испытания.

В действительности к моменту достижения нагрузкой наи­ большего значения площадь поперечного сечения образца будет иной, чем до начала испытаний. Следовательно, определяться бу­ дет не величина действительного сопротивления разрушению (называемого иногда истинной прочностью), а некоторое условное ее значение, которое связано с вполне определенной заданной формой образца. Изменение площади поперечного сечения в про­ цессе испытания образца связано с процессом образования шейки и с величиной возможного при этом поперечного сужения. При испытании образцов достаточной длины процесс образования шейки может быть осуществлен в полной мере. При испытании коротких образцов он затруднен. Элементы реальной конструкции очень часто обладают такими размерами, при которых процесс образова­ ния шейки бывает ограничен. Таким образом, только разница между формой элемента реальной конструкции и формой стан­ дартного образца может быть достаточной для того, чтобы для одного и того же материала, обладающего одной и той й<е проч­ ностью, получить различные значения предела прочности.

Влияния формы образцов на механические свойства можно оценить по данным, приведенным в табл. 3.5 и на рис. 3.7, полу­ ченным при испытании на растяжение образцов различного типа из малоуглеродистой стали.