Файл: Труфяков, В. И. Усталость сварных соединений.pdf

наводимых сжимающих остаточных напряжений, для большинства соединений оказываются более действенными, чем способы, ос­ нованные на снижении концентрации напряжений. Исключение составляют стыковые соединения, для которых механическая зачи­

чистки швов, если не принимаются дополнительные меры, сущест­ венно усложняющие изготовление сварных узлов. В то же время поверхностный наклеп, местный нагрев и другие способы пласти­ ческого деформирования повышают пределы выносливости таких соединений на 70—80% и только в отдельных случаях на 30—40%. Наибольший эффект от наведения сжимающих остаточных напряже­ ний получают соединения с повышенной концентрацией напряжений.

Более высокое упрочняющее действие поверхностного пластиче­ ского деформирования подтверждается и практикой эксплуатации таких конструкций, как роторы дымососов мощных блоков ГРЭС. Их сварные швы после зачистки оказывались недостаточно долговеч­ ными. Выносливость тех же соединений без механической обработки швов, но после упрочняющего наклепа повысилась во много раз [89].

Поверхностное пластическое деформирование широко исполь­ зуется для повышения сопротивления усталости деталей машин. В то же время в металлоконструкциях, испытывающих переменные напряжения и работающих при низких климатических температу­ рах, такая технология упрочнения не нашла еще применения. Ограничения по использованию наклепа в металлоконструкциях вызываются, главным образом, опасениями возможного проявления его влияния на сопротивление хрупким разрушениям.

Выше было показано, что поверхностное пластическое деформи: рование, получаемое микровзрывной обработкой, не снижает сопротивления сварных соединений зарождению и распространению хрупких трещин. Когда наклеп выполняется механическим путем, работоспособность конструкции при пониженной температуре в ря­ де случаев также может быть обеспечена. В этом отношении пред­ ставляет интерес изучение несущей способности сварных соедине­ ний локомотивных тележек. Опыты показали, что поверхностный наклеп пневматическим молотком может понижать несущую спо­ собность соединений в условиях пониженных температур при воз­ действии многократных ударов, вызывающих номинальные напря­ жения, превышающие предел текучести метериала [26, 761. Однако, когда испытания на многократный удар проводились при номина­ льных напряжениях ниже предела текучести, сопротивление сварных соединений хрупким разрушениям не понижалось, а замет­ но возрастало. Исходя из этого поверхностный наклеп рекомендует­ ся теперь для повышения выносливости сварных соединений локомо­ тивных тележек [79]. Этот опыт не должен исключаться при выборе способа обработки строительных и других металлоконструкций.

Г л а в aV.

РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА УСТАЛОСТЬ

Исследования усталостной прочности металлов с про­ катной поверхностью и сварных соединений, выполненные

впоследние два десятилетия, способствовали отражению

внормах проектирования достоверных характеристик

по условиям усталости.

Это общее исходное положение не исключает, однако, различий в методиках расчета соединений на усталость. Принятые в отдель­ ных отраслях машиностроения и строительства методики расчета отличаются не только формой, но и подходами к установлению N и R в части использования вероятностных аспектов их оценки, а так­ же учета нестационарности нагружения, влияния асимметрии цик­ ла, остаточной напряженности, стадийности развития усталостных трещин и т. д. Дополнительные отличия связаны с особенностями расчетных методов, установившихся в машиностроении и строи­ тельстве. Детали машин рассчитываются по методу допускаемых напряжений, элементы строительных конструкций — по методу предельных состояний.

Для деталей машин типичным является метод расчета, рекомен­ дуемый нормами проектирования и изготовления локомотивных тележек [138, 153]. Расчет производится исходя из условий работы сварных рам тележек без усталостных повреждений в течение всего

IG'J