Файл: Талыпов Г.Б. Сварочные деформации и напряжения.pdf

52. О НАЛОЖЕНИИ ДЕФОРМАЦИЙ (НАПРЯЖЕНИЙ)

ОТ ВНЕШНИХ СИЛ НА СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ (НАПРЯЖЕНИЯ)

Если отвлечься от термического сложного нагружения в про­ цессе сварки и остывания (см. стр. З в работе [117]), то эта про­ блема имеет три аспекта.

1.Сварочные деформации и напряжения во всех точках свар­ ной конструкции находятся в упругой области, и последующее приложение эксплуатационной нагрузки вызывает в этих точках только дополнительные упругие деформации. В таких случаях деформации и напряжения в каждой точке можно найти алгебраи­ ческим суммированием соответствующих сварочных деформаций (напряжений) с деформациями (напряжениями) от эксплуатацион­ ной нагрузки.

2.Сварочные деформации (напряжения) во всех точках свар­ ной конструкции находятся в упругой области, но последующее приложение эксплуатационной нагрузки может вызвать в отдель­ ных зонах пластические деформации. В таких случаях для на­ хождения суммарных деформаций и напряжений в точках этих зон необходимо решать соответствующую задачу пластичности при простом нагружении, используя для этого теорию малых упруго-пластических деформаций [44], причем на поверхностях раздела областей упругих и упруго-пластических деформаций должны быть выполнены условия непрерывности (гл. 4).

3.Сварочные деформации и напряжения в отдельных зонах сварной конструкции находятся в упруго-пластической области. При приложении эксплуатационной нагрузки эти зоны могут оказаться в условиях сложного нагружения. В таких случаях для нахождения суммарных деформаций и напряжений в точках этих зон необходимо решать соответствующую задачу пластич­ ности при сложном нагружении [45] *. На поверхностях раздела

областей упругих и упруго-пластических деформаций простого и сложного нагружения должныбыть выполнены условия непре­ рывности. В общем случае эти поверхности раздела в процессе нагружения могут изменять свои формы, размеры и положение.

Необходимость приведенной выше классификации возможных состояний сварной конструкции обусловлена различием в поведе­ нии металла. Действительно, по теплофизическим и термомеха­ ническим характеристикам можно выделить две группы металлов. К первой из них относятся стали с достаточно высокими значе­ ниями Тк и относительно низкой теплопроводностью, в силу чего изотермические поверхности оказываются вытянутыми по линии перемещения источника нагрева, а наибольшая ширина изотерми­ ческой поверхности Тк весьма ограничена. В этих случаях эта ограниченная по ширине зона получает значительную активную

*Обзор теорий пластичности при сложном нагружении можно найти также

вмонографии [117].

пластическую деформацию нагрева а (Тк—Т0). После остыва­ ния эта зона оказывается в упруго-пластическом деформирован­ ном состоянии (см. гл. 7, 8), и проблема наложения сводится к задаче пластичности при сложном нагружении (см. аспект 3). Ко второй группе можно отнести титановые и алюминиевые сплавы, медь с относительно низкими значениями Тк и большей теплопро­ водностью, приводящей к округлым изотермическим поверхно­ стям. Здесь наибольшая ширина изотермической поверхности Тк оказывается значительной и эта зона получает сравнительно низ­

после остывания она может оказаться в упруго-деформированном состоянии [20]. В этом случае проблема наложения решается

всоответствии с аспектами 1 или 2.

Взависимости от характера суммарных полей деформаций (на­ пряжений) при статическом и повторно-статическом нагружении, устанавливаемых одним из трех указанных выше методов, для расчета на прочность могут быть использованы те или иные методы.

Вп. 49 на основе анализа опытных данных показано существен­ ное влияние сварочных напряжений на усталостную прочность сварной конструкции. На некоторые сварные конструкции (на­ пример, локомотивы, железнодорожные и трамвайные вагоны,

подъемные краны и т. д.) действует не только вибрационная, но и повторно-ударная нагрузка, приводящая к разрушению в более

в пластине при помощи цифровых вычислительных машин.— Изв. МВО СССР.

21.В о л о г д и н В. П. Деформация и напряжения в сварных судовых конструкциях. Л., Судпромгиз, 1945.

22.В о л о г д и н В. П. Коробление судовых конструкций от сварки. Л., Речиздат, 1948.

ности размеров изделий на процесс распространения тепла и на сварочные де­

ломкости стали при плоском напряженном состоянии и начальных напряже­

пространстве, возникающие вследствие внезапного нагрева его границы.—

ния и операционное исчисление. Справочная математическая библиотека. М., Гостехиздат, 1961.

37.Д у ч и н с к и й Б. Н. Вибрационная прочность. М., Трансжелдориздат, 1952.

38.Е в с е е в а М. П. Влияние остаточных напряжений на устойчивость кругового кольца под действием равномерного нормального давления.— Иссле­ дования по упругости и пластичности. Изд-во ЛГУ, 1966, № 5.

39.Ж е м ч у ж н и к о в Г . В . К вопросу определения сопротивления стали хрупкому разрушению.— Проектирование сварных конструкций. Киев, изд-во АН УССР, 1965.