Оценка статической трещиностойкости тонкостенных сосудов, работающих под давлением : научное издание

Описание

Перевод названия: Evaluation of the static cracking resistance of thin-walled pressure vessels

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2018

Идентификатор DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-9-55-63

Ключевые слова: Тонкостенные сосуды давления, эксплуатационная дефектность, поверхностная и внутренняя трещины, механика разрушения, трещиностойкость, J-интеграл, упругопластическое деформирование материала, предельное давление, thin-wall pressure vessels, operational defectiveness, external and internal cracks, fracture mechanics, crack strength, J-integral, elastic-plastic deformation of the material, pressure limit

Аннотация: Проведен анализ критериев разрушения и предельных состояний для тонкостенных сосудов, работающих под давлением, с учетом влияния пластических деформаций. Описаны основные проблемы эксплуатации тонкостенных сосудов, работающих под внутренним избыточным давлением, связанные с технологической дефектностью и исчерпанием нормативного реПоказать полностьюсурса. Представлены характерные технологические и эксплуатационные дефекты в сварных швах сосудов и статистические данные по их количеству и типам. Дефекты сварки составили 62 % от общего числа дефектов, остальные типы дефектов - значительно меньше процентов. Построены гистограммы размеров дефектов сварки и определены законы распределения: длина подрезов описывалась логнормальным законом распределения, глубина - нормальным законом распределения. Обозначены предельные состояния и критерии разрушения сосудов при наличии дефектов и трещин в условиях упругопластического деформирования материала. Показаны преимущества использования обобщенных уравнений вида «J-кривые» при расчете на трещиностойкость. Приведена формула для расчета «J-кривых», связывающая безразмерный J-интеграл с безразмерной нагрузкой. Проведен анализ напряженно-деформированного состояния тонкостенного сосуда с поверхностной полуэллиптической и внутренней эллиптической трещинами в объемной постановке. Исследованы особенности полей напряжений и деформаций в локальной области зоны трещины при упругопластическом деформировании. Выполнены расчеты и представлены результаты оценки энергетического критерия механики разрушения - J-интеграла для модели сосуда с поверхностной полуэллиптической и внутренней эллиптической трещинами при упругопластическом деформировании. Результаты представлены в виде графиков зависимости безразмерного J-интеграла от геометрических размеров сосуда и трещины. Получены уравнения «J-кривых» и определена предельная нагрузка для тонкостенных сосудов, зависящая от геометрических размеров, параметров нагружения, прочностных свойств материала, характеристик трещиностойкости и деформирования. По «J-кривым» и кривой деформирования получена формула для определения зависимости предельной нагрузки от размера трещины, параметров нагружения и характеристик материала. С использованием этой формулы построены зависимости предельного давления сосуда при упругопластических деформациях от отношения длины трещины а к толщине стенки сосуда S (a/S) для поверхностных и внутренних трещин при различных отношениях R/S (R - радиус оболочки) и Jc, позволяющих оценить уровни предельного давления для безопасной эксплуатации тонкостенных сосудов.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Выпуск журнала: Т. 84, 9

Номера страниц: 55-63

ISSN журнала: 10286861

Место издания: Москва

Издатель: Издательство "Тест-зл"

Авторы

Вхождение в базы данных