Исследование остаточных деформаций в трещине в результате ее повторяющегося нагружения в упругопластической области

• Дата: 2013
• Автори: Венгринович, В.Л., Денкевич, Ю.Б., Герловский, С.А.
• Формат: Стаття
• Мова: Russian
• Опубліковано: Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2013
• Назва видання: Техническая диагностика и неразрушающий контроль
• Теми: Научно-технический раздел
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101899
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Исследование остаточных деформаций в трещине в результате ее повторяющегося нагружения в упругопластической области / В.Л. Венгринович, Ю.Б. Денкевич, С.А. Герловский // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2013. — № 2. — С. 29-34. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

В несущих конструкциях трещины в большинстве случаев относятся к категории недопустимых дефектов, особенно при динамических и циклических нагрузках. Показано, что повторяющаяся упругопластическая деформация (ПУПД) стальных пластин и труб с трещиной может приводить к возникновению в вершине трещины остаточных сжимающих напряжений, уменьшающих концентрацию напряжений и вероятность раскрытия трещины при приложении к ней растягивающих напряжений. Изложены результаты экспериментального и расчетного исследования влияния ПУПД на изменение остаточных напряжений в области трещины. Экспериментальное исследование выполнено на пластинах из малоуглеродистой низколегированной стали С345 200×30×5,5 мм с поверхностными односторонними микротрещинами раскрытием 3 и 5 мкм, радиусами закругления в вершине трещины 1,5 и 2,5 мкм соответственно, глубиной около 1 мм и длиной соответственно 16 и 18 мм, полученными по специальной технологии электрохимической обработкой. На машине Instron образцы периодически нагружались и после каждого нагружения разгружались. Кинетику деформации металла в области трещин непрерывно отслеживали с помощью тензорезисторов с базой 1 мм, наклеенных в области трещины и на основной металл. Выходы тензорезисторов подключались к разработанной в Институте прикладной физики НАН Беларуси многоканальной многофункциональной тензостанции. Расчетное моделирование выполнялось методом конечных элементов. Экспериментально и расчетным путем показано, что повторяющееся нагружение мате- риала с односторонней трещиной до напряжений вблизи предела пропорциональности для основного металла может приводить к возникновению в вершине трещины и в основном металле остаточных сжимающих напряжений. Это происходит за счет того, что при нагружении в вершине и на краях трещины возникают зоны текучести, в которых после разгрузки возникают остаточные сжимающие напряжения. Разгрузка приводит к тому, что основной металл сжимает трещину, создавая в корне остаточные напряжения сжатия. При оптимизации режимов прочность материала с трещиной может приближаться к прочности материала без трещины. Предлагаемый метод моделирования поведения металла в зоне трещины может быть использован для расчетного определения оптимальных режимов, наиболее легко реализуемых при испытаниях тонкостенных трубопроводов.