Влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений
Анализируются результаты экспериментальных исследований стыковых сварных соединений с трещиной сталей 09Г2 и 12ГН2МФАЮ при различном соотношении статических и динамических напряжений в широком диапазоне изменения климатических температур. Испытания проводились на установке, разработанной на базе коп...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2018
|
| Назва видання: | Проблемы прочности |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/174013 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений / В.А. Дегтярев // Проблемы прочности. — 2018. — № 6. — С. 89-98. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-174013 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1740132020-12-30T01:26:06Z Влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений Дегтярев В.А. Научно-технический раздел Анализируются результаты экспериментальных исследований стыковых сварных соединений с трещиной сталей 09Г2 и 12ГН2МФАЮ при различном соотношении статических и динамических напряжений в широком диапазоне изменения климатических температур. Испытания проводились на установке, разработанной на базе копра ударного действия. Раскрытие берегов трещины измерялось посредством изготовленного в виде скобы датчика смещения. Наблюдение за трещиной осуществлялось посредством телевизионной установки и микроскопа. При проведении низкотемпературных испытаний использовалась система охлаждения и автоматического поддержания температуры образца в диапазоне 20... 100°С. Аналізуються результати експериментальних досліджень стикових зварних з’єднань із тріщиною зі сталей 09Г2 та 12ГН2МФАЮ при різному співвідношенні статичних та динамічних напружень у широкому діапазоні зміни кліматичних температур. Дослідження проводились на установці, розробленій на базі копра ударної дії. Розкриття берегів тріщини вимірювалось за допомогою виготовленого у вигляді скоби датчика зсуву. Спостереження за тріщиною здійснювалось за допомогою телевізійної установки та мікроскопа. При проведенні низькотемпературних випробувань запроваджувалась система охолодження та автоматичної підтримки температури зразка в діапазоні 20... 100°С. Experimental results for cracked butt weld joints of 09G2 and 12GN2MFAYu steels are evaluated at different ratios of static and dynamic stresses over a wide range of climatic temperatures. The test were performed on a unit built upon the impact-testing machine. The opening of crack edges was measured with a displacement gauge. The crack propagation was followed with a TV camera and microscope. In low-temperature tests of specimens over the range of 20... 100°C, cooling and automatic temperature control systems were used. 2018 Article Влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений / В.А. Дегтярев // Проблемы прочности. — 2018. — № 6. — С. 89-98. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0556-171X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/174013 620.178.2 ru Проблемы прочности Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел |
| spellingShingle |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел Дегтярев В.А. Влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений Проблемы прочности |
| description |
Анализируются результаты экспериментальных исследований стыковых сварных соединений с трещиной сталей 09Г2 и 12ГН2МФАЮ при различном соотношении статических и динамических напряжений в широком диапазоне изменения климатических температур. Испытания проводились на установке, разработанной на базе копра ударного действия. Раскрытие берегов трещины измерялось посредством изготовленного в виде скобы датчика смещения. Наблюдение за трещиной осуществлялось посредством телевизионной установки и микроскопа. При проведении низкотемпературных испытаний использовалась система охлаждения и автоматического поддержания температуры образца в диапазоне 20... 100°С. |
| format |
Article |
| author |
Дегтярев В.А. |
| author_facet |
Дегтярев В.А. |
| author_sort |
Дегтярев В.А. |
| title |
Влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений |
| title_short |
Влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений |
| title_full |
Влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений |
| title_fullStr |
Влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений |
| title_full_unstemmed |
Влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений |
| title_sort |
влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений |
| publisher |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| publishDate |
2018 |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/174013 |
| citation_txt |
Влияние динамической нагрузки на предельные напряжения и вторые критические температуры хрупкости стыковых сварных соединений / В.А. Дегтярев // Проблемы прочности. — 2018. — № 6. — С. 89-98. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Проблемы прочности |
| work_keys_str_mv |
AT degtârevva vliâniedinamičeskojnagruzkinapredelʹnyenaprâženiâivtoryekritičeskietemperaturyhrupkostistykovyhsvarnyhsoedinenij |
| first_indexed |
2025-07-15T10:53:19Z |
| last_indexed |
2025-07-15T10:53:19Z |
| _version_ |
1837709970620022784 |
| fulltext |
ÓÄÊ 620.178.2
Âëèÿíèå äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêè íà ïðåäåëüíûå íàïðÿæåíèÿ è âòîðûå
êðèòè÷åñêèå òåìïåðàòóðû õðóïêîñòè ñòûêîâûõ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé
Â. À. Äåãòÿðåâ
Èíñòèòóò ïðîáëåì ïðî÷íîñòè èì. Ã. Ñ. Ïèñàðåíêî ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ, Óêðàèíà
Àíàëèçèðóþòñÿ ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé ñòûêîâûõ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé
ñ òðåùèíîé ñòàëåé 09Ã2 è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ ïðè ðàçëè÷íîì ñîîòíîøåíèè ñòàòè÷åñêèõ è äèíà-
ìè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé â øèðîêîì äèàïàçîíå èçìåíåíèÿ êëèìàòè÷åñêèõ òåìïåðàòóð. Èñïûòà-
íèÿ ïðîâîäèëèñü íà óñòàíîâêå, ðàçðàáîòàííîé íà áàçå êîïðà óäàðíîãî äåéñòâèÿ. Ðàñêðûòèå
áåðåãîâ òðåùèíû èçìåðÿëîñü ïîñðåäñòâîì èçãîòîâëåííîãî â âèäå ñêîáû äàò÷èêà ñìåùåíèÿ.
Íàáëþäåíèå çà òðåùèíîé îñóùåñòâëÿëîñü ïîñðåäñòâîì òåëåâèçèîííîé óñòàíîâêè è ìèêðî-
ñêîïà. Ïðè ïðîâåäåíèè íèçêîòåìïåðàòóðíûõ èñïûòàíèé èñïîëüçîâàëàñü ñèñòåìà îõëàæäåíèÿ
è àâòîìàòè÷åñêîãî ïîääåðæàíèÿ òåìïåðàòóðû îáðàçöà â äèàïàçîíå 20 100...� �Ñ. Ýêñïåðè-
ìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèëè îïðåäåëèòü äèàãðàììû ïðåäåëüíûõ íàïðÿæåíèé, àíàëèç
êîòîðûõ ïîêàçàë, ÷òî ìåæäó ñòàòè÷åñêîé è ðàçðóøàþùåé äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêàìè îòìå-
÷àåòñÿ â îñíîâíîì ëèíåéíàÿ çàâèñèìîñòü. Ïîêàçàíî, ÷òî ïðè çàäàííîé òåìïåðàòóðå äèíàìè-
÷åñêàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ïðåäåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ óìåíüøàåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì ñòàòè÷åñêîãî
íàïðÿæåíèÿ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ñâàðíîå ñîåäèíåíèå ñòàëè 09Ã2 áîëåå ÷óâñòâèòåëüíî ê äèíà-
ìè÷åñêîé íàãðóçêå âî âñåì äèàïàçîíå èññëåäîâàííûõ òåìïåðàòóð. Ïîêàçàíî, ÷òî ïðè îïðå-
äåëåíèè ïðåäåëüíûõ íàïðÿæåíèé è âòîðîé êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû õðóïêîñòè íåîáõîäèìî
ó÷èòûâàòü êàê ñòàòè÷åñêèå, òàê è äèíàìè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ. Ïðåäåëüíîå íàïðÿæåíèå è
âòîðàÿ êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà õðóïêîñòè ïðè êîìáèíèðîâàííîì íàãðóæåíèè èññëåäóåìûõ
ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé çàâèñÿò îò ñîîòíîøåíèÿ ñòàòè÷åñêèõ è äèíàìè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé.
Íåó÷åò äèíàìè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé ïðèâîäèò ê çàíèæåííûì çíà÷åíèÿì ïðåäåëüíîãî íàïðÿæå-
íèÿ è çàâûøåííûì çíà÷åíèÿì âòîðîé êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû õðóïêîñòè. Ïðè óâåëè÷åíèè
êîýôôèöèåíòîâ äèíàìè÷åñêîé ïåðåãðóçêè è äèíàìè÷íîñòè ïðåäåëüíîå íàïðÿæåíèå óìåíüøà-
åòñÿ, à âòîðàÿ êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà õðóïêîñòè ïîâûøàåòñÿ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî âòîðûå
êðèòè÷åñêèå òåìïåðàòóðû õðóïêîñòè ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëè ñ áîëåå âûñîêèìè ìåõàíè-
÷åñêèìè ñâîéñòâàìè çíà÷èòåëüíî íèæå.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ñâàðíîå ñîåäèíåíèå, êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà õðóïêîñòè, äèàãðàì-
ìà ïðåäåëüíûõ íàïðÿæåíèé, ïðåäåë òåêó÷åñòè.
Ââåäåíèå. Îïûò ýêñïëóàòàöèè ãîðíîäîáûâàþùåé è òðàíñïîðòíîé òåõíèêè ïîêà-
çûâàåò, ÷òî â çèìíèé ïåðèîä ðåçêî âîçðàñòàåò êîëè÷åñòâî õðóïêèõ ðàçðóøåíèé [1–3].
Ïåðåõîä êâàçèõðóïêîãî ðàçðóøåíèÿ â õðóïêîå ïðîèñõîäèò ïðè âòîðîé êðèòè÷åñêîé
òåìïåðàòóðå õðóïêîñòè Tk 2. Äëÿ êîíñòðóêöèé, èñïûòûâàþùèõ ñòàòè÷åñêîå èëè òîëüêî
äèíàìè÷åñêîå âîçäåéñòâèå, åå îïðåäåëÿþò ñîîòâåòñòâåííî ïðè ñòàòè÷åñêîé èëè äèíà-
ìè÷åñêîé íàãðóçêå îáðàçöîâ [4]. Îäíàêî íà ïðàêòèêå áîëüøèíñòâî ýëåìåíòîâ êîíñò-
ðóêöèé ýêñïëóàòèðóåòñÿ â óñëîâèÿõ ñîâìåñòíîãî äåéñòâèÿ ýòèõ íàãðóçîê. Åñëè Tk 2
ìàòåðèàëîâ, èñïûòûâàþùèõ â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè îäíîâðåìåííîå âëèÿíèå ñòàòè-
÷åñêèõ è äèíàìè÷åñêèõ íàãðóçîê, îïðåäåëÿòü ïðè ñòàòè÷åñêîì íàãðóæåíèè, ïîëó-
÷åííûå çíà÷åíèÿ áóäóò çàíèæåíû, åñëè ïðè äèíàìè÷åñêîì – çàâûøåíû. Òîëüêî
êîìáèíèðîâàííîå íàãðóæåíèå ñ ó÷åòîì ðåàëüíîãî ñîîòíîøåíèÿ ñòàòè÷åñêîé è äèíà-
ìè÷åñêîé íàãðóçîê äàåò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü ñâàðíûå ñîåäèíåíèÿ ñ ìàêñèìàëü-
íîé ýôôåêòèâíîñòüþ. Èçâåñòíà ðàáîòà [5], ãäå èññëåäîâàëîñü èçìåíåíèå ñòàòè÷åñêèõ
ðàçðóøàþùèõ íàïðÿæåíèé è êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû õðóïêîñòè îáðàçöîâ ñ òðå-
ùèíîé èç ìàëîóãëåðîäèñòîé è íèçêîëåãèðîâàííîé ñòàëåé ïðè äåéñòâèè óäàðíîãî
èìïóëüñà, âåëè÷èíà êîòîðîãî íå îïðåäåëÿëàñü. Îäíàêî àâòîðîì íå íàéäåíû ðàáîòû, â
êîòîðûõ èññëåäóþòñÿ çàâèñèìîñòè ðàçðóøàþùèõ íàïðÿæåíèé è êðèòè÷åñêèõ òåìïå-
© Â. À. ÄÅÃÒßÐÅÂ, 2018
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìè ì³öíîñò³, 2018, ¹ 6 89
ðàòóð õðóïêîñòè ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé îò ðàçëè÷íîãî ñîîòíîøåíèÿ ñòàòè÷åñêîé è
äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêè.
Ïîýòîìó öåëü ðàáîòû çàêëþ÷àåòñÿ â èññëåäîâàíèè âëèÿíèÿ ñîîòíîøåíèÿ ñòàòè-
÷åñêîé è äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêè íà ïðåäåëüíûå íàïðÿæåíèÿ è âòîðóþ êðèòè÷åñêóþ
òåìïåðàòóðó õðóïêîñòè ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé, ñîäåðæàùèõ äåôåêòû òèïà òðåùèí
óñòàëîñòè.
Îáîðóäîâàíèå, ìàòåðèàëû è ìåòîäèêà èñïûòàíèé.  êà÷åñòâå ìàòåðèàëà äëÿ
èññëåäîâàíèé èñïîëüçîâàëèñü ñòûêîâûå ñâàðíûå ñîåäèíåíèÿ íèçêîëåãèðîâàííûõ ñòàëåé
09Ã2 (� â � 518 ÌÏà, � ò � 339 ÌÏà) è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ (� â � 710 ÌÏà, � ò � 620 ÌÏà).
Îáðàçöû ðàçìåðîì 400 48 24� � ìì âûðåçàëèñü èç ëèñòà òîëùèíîé 24 ìì â ñîñòîÿíèè
ïîñòàâêè ñî ñòûêîâûì ñâàðíûì øâîì â íàïðàâëåíèè, ïåðïåíäèêóëÿðíîì íàïðàâëå-
íèþ ïðîêàòà. Âûáîð òîëùèíû îáðàçöà îáóñëîâëåí íåîáõîäèìîñòüþ îïðåäåëåíèÿ
èññëåäóåìûõ õàðàêòåðèñòèê äëÿ êîíñòðóêöèé, èçãîòîâëåííûõ èç ïðîêàòà óêàçàííîé
òîëùèíû. Èíèöèèðóþùèé â îáðàçöå íàäðåç âûïîëíÿëñÿ òàê, ÷òîáû âûðàùåííàÿ
âïîñëåäñòâèè òðåùèíà óñòàëîñòè íàõîäèëàñü â ïëîñêîñòè, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç ëèíèþ
ñïëàâëåíèÿ ìåòàëëà øâà ñ îñíîâíûì ìåòàëëîì. Èñõîäíûå òðåùèíû óñòàëîñòè âûðà-
ùèâàëèñü èç íàäðåçà äî ñåðåäèíû âûñîòû îáðàçöà â ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè
ÃÎÑÒ 25.506-85 [6] ïðè îòíóëåâîì öèêëå ãàðìîíè÷åñêîãî íàãðóæåíèÿ. Äëÿ íàáëþäå-
íèÿ çà òðåùèíîé óñèëåíèå øâà ôðåçåðîâàëîñü, à ìåñòî ïðåäïîëàãàåìîãî åå ðîñòà
ïîëèðîâàëîñü. Ñõåìà íàãðóæåíèÿ îáðàçöà ñ òðåùèíîé â ðàçðàáîòàííîé äëÿ ýòèõ
èññëåäîâàíèé óñòàíîâêå íà áàçå êîïðà ïîâòîðíîãî óäàðíîãî äåéñòâèÿ ÄÑÎ-1 [7]
ïðèâåäåíà íà ðèñ. 1. Îáðàçåö 4, óñòàíîâëåííûé íà äâóõ íåïîäâèæíûõ îïîðàõ 3 è 5,
ñòàòè÷åñêè íàãðóæàëñÿ ãðóçàìè 7 ÷åðåç ðû÷àã 8 è òÿãó 9 ñ îïîðîé 10. Êîíñîëüíîå
íàãðóæåíèå ïî ñðàâíåíèþ ñ òðåõòî÷å÷íûì ïîçâîëÿåò èñïûòûâàòü îáðàçöû çíà÷èòåëü-
íî áîëüøèõ ðàçìåðîâ ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ. Äèíàìè÷åñêîå íàãðóæåíèå ïðîâîäèëîñü
ñâîáîäíî ïàäàþùèì ãðóçîì 1 ìàññîé 10 êã, óñòàíîâëåííîì â íàïðàâëÿþùèõ øàðèêî-
ïîäøèïíèêàõ 2. Ïðè èñïûòàíèÿõ îáðàçöà â óñëîâèÿõ òîëüêî äèíàìè÷åñêîãî íàãðó-
æåíèÿ îïîðà 10 çàêðåïëÿëàñü íåïîäâèæíî. Âûñîòà ïîäúåìà ïàäàþùåãî ãðóçà ìîãëà
ðåãóëèðîâàòüñÿ.
Òàêèì îáðàçîì, èñïûòàíèÿ ñâàðíûõ îáðàçöîâ ñ ïðåäâàðèòåëüíî âûðàùåííûìè
òðåùèíàìè óñòàëîñòè ïðîâîäèëè ïðè ñòàòè÷åñêîì, äèíàìè÷åñêîì è êîìáèíèðîâàí-
íîì íàãðóæåíèè â øèðîêîì äèàïàçîíå êëèìàòè÷åñêèõ òåìïåðàòóð. Êîìáèíèðîâàííîå
íàãðóæåíèå îñóùåñòâëÿëîñü ïóòåì èçãèáà îáðàçöà ïðè ïîñòîÿííîé ñòàòè÷åñêîé íàãðóç-
Â. À. Äåãòÿðåâ
90 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìè ì³öíîñò³, 2018, ¹ 6
Ðèñ. 1. Ñõåìà íàãðóæåíèÿ ñâàðíîãî îáðàçöà.
êå äî çàäàííîãî íîìèíàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ �
s ñ ïîñëåäóþùèì ïðèëîæåíèåì äèíà-
ìè÷åñêîé íàãðóçêè. Ïîñëåäíþþ ïîâûøàëè íà çàäàííóþ ñòóïåíü, óâåëè÷èâàÿ âûñîòó
ïàäåíèÿ ãðóçà è òåì ñàìûì äèíàìè÷åñêîå íàïðÿæåíèå �
d áåç èçìåíåíèÿ �
s . Ïî èõ
èçìåðåíèÿì è ñîîòâåòñòâóþùèì çíà÷åíèÿì ñìåùåíèÿ áåðåãîâ íàäðåçà V, èçìåðÿ-
åìîãî äàò÷èêîì, èçãîòîâëåííûì â âèäå ñêîáû, ñòðîèëèñü äèàãðàììû äåôîðìèðîâàíèÿ
â êîîðäèíàòàõ P V� , íà êîòîðûõ îòìå÷àëàñü ïðåäåëüíàÿ íàãðóçêà Pc , ñîîòâåòñòâó-
þùàÿ èëè ìîìåíòó ïîÿâëåíèÿ â çàòóïèâøåéñÿ âåðøèíå òðåùèíû íà áîêîâîé ïîâåðõ-
íîñòè îáðàçöà íàäðûâà, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î íà÷àëå äâèæåíèÿ òðåùèíû ïî âñåé åãî
òîëùèíå, èëè õðóïêîìó ðàçðóøåíèþ îáðàçöà. Èñïîëüçîâàíèå ñòàíäàðòíîãî äâóõ-
êîíñîëüíîãî äàò÷èêà ïðè äèíàìè÷åñêîì íàãðóæåíèè íå ïðåäñòàâëÿëîñü âîçìîæíûì,
òàê êàê âîçíèêøàÿ ñèëà èíåðöèè âûçûâàëà äîïîëíèòåëüíûé ïðîãèá åãî óïðóãèõ
ýëåìåíòîâ, ÷òî ïðèâîäèëî ê ñóùåñòâåííîé îøèáêå â èçìåðåíèè âåëè÷èíû V. Òàêîé
äàò÷èê ïðèìåíÿëñÿ ïðè ñòàòè÷åñêîì íàãðóæåíèè îáðàçöîâ.
Ïðè íàáëþäåíèè çà ðîñòîì òðåùèíû è ôîðìèðîâàíèåì ïëàñòè÷åñêîé çîíû â åå
âåðøèíå èñïîëüçîâàëàñü ïðîìûøëåííàÿ òåëåâèçèîííàÿ óñòàíîâêà ÏÒÓ-61. Äëÿ ïî-
âûøåíèÿ òî÷íîñòè èçìåðåíèé òåëåâèçèîííàÿ êàìåðà ÷åðåç ñïåöèàëüíûé ïåðåõîäíèê
ïîäñîåäèíÿëàñü ê ìèêðîñêîïó ÌÁÑ-1, ÷òî ïîçâîëèëî íàáëþäàåìûé îáúåêò óâåëè÷èòü
â 109 ðàç. Ïðè ïðîâåäåíèè íèçêîòåìïåðàòóðíûõ èñïûòàíèé èñïîëüçîâàëàñü ñèñòåìà
îõëàæäåíèÿ è àâòîìàòè÷åñêîãî ïîääåðæàíèÿ òåìïåðàòóðû îáðàçöà â äèàïàçîíå
20 100...� �Ñ [3]. Ñ öåëüþ óìåíüøåíèÿ òåïëîâûõ ïîòåðü îáðàçåö ïîìåùàëñÿ â ñïå-
öèàëüíî èçãîòîâëåííóþ êàìåðó.
Ðåàêöèÿ îïîðû 10 íà äåéñòâèå äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêè R d îïðåäåëÿëàñü òåíçî-
ðåçèñòîðîì 6, íàêëååííûì íà íèæíþþ ïëîñêîñòü îáðàçöà, à ðåàêöèÿ ýòîé îïîðû íà
äåéñòâèå ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêè R s – ïî âåñó êàëèáðîâàííûõ ãðóçîâ 7 (ðèñ. 1) è
èçâåñòíîé âåëè÷èíå ïåðåäàòî÷íîãî îòíîøåíèÿ ïëå÷ ðû÷àãà 2-ãî ðîäà, ðàâíîé 1:50.
Êðèòè÷åñêîå íàïðÿæåíèå ïðè êîìáèíèðîâàííîì íàãðóæåíèè â íåòòî-ñå÷åíèè
îáðàçöà îïðåäåëÿëîñü êàê
� � �cr
s d
s dR R L
t b l
� � �
�
�
6
2
( )
( )
, (1)
ãäå l – äëèíà óñòàëîñòíîé òðåùèíû, îïðåäåëÿåìàÿ ïîñëå èçëîìà îáðàçöà êàê ñðåäíåå
àðèôìåòè÷åñêîå ïî òðåì òî÷êàì íà êîíòóðå òðåùèíû [6]; t – øèðèíà îáðàçöà.
Îñòàëüíûå îáîçíà÷åíèÿ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 1.
Ïðåäåëüíîå íàïðÿæåíèå ïðè ñòàòè÷åñêîì íàãðóæåíèè îáîçíà÷èì � 0
s , ïðè äèíà-
ìè÷åñêîì – � 0
d .
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé è èõ àíàëèç. Ñîãëàñíî ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì
(òàáëèöà) íà ðèñ. 2 â îòíîñèòåëüíûõ êîîðäèíàòàõ ïðåäñòàâëåíû äèàãðàììû ïðåäåëü-
íûõ íàïðÿæåíèé (ÄÏÍ) ñòûêîâûõ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëåé 09Ã2 è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ,
îïðåäåëåííûå ïðè ðàçíûõ òåìïåðàòóðàõ. Ïðè êàæäîé òåìïåðàòóðå èñïûòûâàëè íå-
ñêîëüêî îáðàçöîâ, çàäàâàÿ ðàçíûå �
s è îïðåäåëÿÿ ñîîòâåòñòâåííî ïðåäåëüíûå ðàçðó-
øàþùèå �
d è êðèòè÷åñêèå � cr íàïðÿæåíèÿ. Ïðè ýòèõ æå òåìïåðàòóðàõ íàõîäèëè
ïðåäåëüíûå íàïðÿæåíèÿ òîëüêî ïðè ñòàòè÷åñêîì �
�
s è äèíàìè÷åñêîì � 0
d íàãðóæåíèè.
Äëÿ ñîåäèíåíèé ñòàëåé 09Ã2 ïðè òåìïåðàòóðå 20�Ñ è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ ïðè íóëåâîé çíà-
÷åíèÿ � 0
d îêàçàëèñü âûøå � 0
s , ïîýòîìó íà îñè îðäèíàò ýêñïåðèìåíòàëüíûå òî÷êè íå
ïðèâåäåíû. Ïîñêîëüêó ïðè îïðåäåëåíèè îòíîøåíèé � �
d s
0 è � �
s s
0 èñïîëüçîâàëèñü
ïîëó÷åííûå íàïðÿæåíèÿ ïðè çàäàííîé òåìïåðàòóðå, îòíîñèòåëüíîå çíà÷åíèå êðèòè-
÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè ñòàòè÷åñêîì è äèíàìè÷åñêîì íàãðóæåíèè ðàâíî åäèíèöå.
Âëèÿíèå äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêè íà ïðåäåëüíûå íàïðÿæåíèÿ ...
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìè ì³öíîñò³, 2018, ¹ 6 91
Àíàëèç ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 2 äàííûõ ïîêàçûâàåò, ÷òî ìåæäó ñòàòè÷åñêîé �
s è
ðàçðóøàþùåé äèíàìè÷åñêîé �
d ñîñòàâëÿþùèìè êðèòè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ � cr íà-
áëþäàåòñÿ â îñíîâíîì ëèíåéíàÿ çàâèñèìîñòü, çà èñêëþ÷åíèåì ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèé
ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëè 09Ã2 ïðè � �60 Ñ. Ñ óâåëè÷åíèåì ñòàòè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé
ïðåäåëüíûå äèíàìè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ óìåíüøàþòñÿ, à êðèòè÷åñêèå óâåëè÷èâàþòñÿ.
Äëÿ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëåé 09Ã2 òîëüêî â óñëîâèÿõ êîìíàòíîé òåìïåðàòóðû è
12ÃÍ2ÌÔÀÞ ïðè íóëåâîé îòìå÷àåòñÿ íåêîòîðîå ïîíèæåíèå � cr . Åñëè ïîä ñòàòè-
÷åñêèìè íàïðÿæåíèÿìè ïîíèìàòü îñòàòî÷íûå íàïðÿæåíèÿ, òî ïî ïîëó÷åííûì äëÿ
ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé êàæäîé ñòàëè äèàãðàììàì ìîæíî îöåíèòü äîïóñòèìûé óðîâåíü
äèíàìè÷åñêèõ íàãðóçîê.
Òî÷êè ïåðåñå÷åíèÿ ÄÏÍ ñ îñÿìè îðäèíàò è àáñöèññ ñîîòâåòñòâóþò îòíîñè-
òåëüíûì çíà÷åíèÿì � 0
d è � 0
s ñîîòâåòñòâåííî.  ýòîì ñëó÷àå òàíãåíñ óãëà íàêëîíà
ÄÏÍ ê îñè àáñöèññ ïðè çàäàííîé òåìïåðàòóðå îïðåäåëÿåòñÿ êàê
tg
0
�
�
�
� �
� � �
�
0
0
d
s
d
s s
, (2)
êðèòè÷åñêîå íàïðÿæåíèå ïðè êîìáèíèðîâàííîì íàãðóæåíèè –
� �
�cr
d s
� � �0 1( ) , (3)
92 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìè ì³öíîñò³, 2018, ¹ 6
Ïðåäåëüíûå íàïðÿæåíèÿ â ñòûêîâûõ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèÿõ ñòàëåé 09Ã2 (íàä ÷åðòîé)
è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ (ïîä ÷åðòîé) ïðè ðàçëè÷íîé òåìïåðàòóðå
Ò , �Ñ �
s, ÌÏà �
d , ÌÏà �cr , ÌÏà
20
0
799
1056
0
1045
363
525
�
0
0
0
848
0
475
671
�
1264
799
1056
848
1045
838
1196
�
1264
�
�
20
40
749
1160
525
517
0
0
369
�
0
0
75
618
459
1144
224
�
749
1160
600
1135
459
1144
593
�
�
�
60
80
752
942
350
453
463
0
0
�
0
0
110
281
47
658
295
�
752
942
460
734
510
658
295
�
Â. À. Äåãòÿðåâ
ãäå
– êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè ìåæäó íàïðÿæåíèÿìè, âûçâàííûìè ñòàòè-
÷åñêîé è äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêàìè ïðè êîìáèíèðîâàííîì íàãðóæåíèè ñâàðíûõ
ñîåäèíåíèé.
Àíàëèç äàííûõ íà ðèñ. 2 ïîêàçûâàåò, ÷òî óãîë íàêëîíà ÄÏÍ çíà÷èòåëüíî çàâèñèò
îò òåìïåðàòóðû. Ñ åå ïîíèæåíèåì îòíîñèòåëüíîå çíà÷åíèå � �
d s
0 çàìåòíî óìåíü-
øàåòñÿ, îäíàêî êðèòè÷åñêîå íàïðÿæåíèå ïðè ýòîì èçìåíÿåòñÿ íåñóùåñòâåííî. Çàâè-
ñèìîñòü
îò Ò äëÿ èññëåäóåìûõ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 3.
Âèäíî, ÷òî ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû èñïûòàíèé êîýôôèöèåíò
óìåíüøàåòñÿ. Òàê,
äëÿ ñòûêîâîãî ñîåäèíåíèÿ ñòàëè 09Ã2 îí íàìíîãî íèæå âî âñåì èññëåäîâàííîì
äèàïàçîíå òåìïåðàòóð, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î áîëåå âûñîêîé òðåùèíîñòîéêîñòè ñâàð-
íîãî ñîåäèíåíèÿ ñòàëè 12ÃÍ2ÌÔÀÞ, ÷òî ïîäòâåðæäàåòñÿ â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè
ýòèõ ñòàëåé.
×óâñòâèòåëüíîñòü ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ê äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêå ïðè çàäàííîé
òåìïåðàòóðå ìîæíî îöåíèòü ïî îòíîñèòåëüíîìó ñíèæåíèþ ñòàòè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ
�� � �� �1 0
s s ïðè çàäàííîì çíà÷åíèè � �
d s
0 (ðèñ. 4).
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìè ì³öíîñò³, 2018, ¹ 6 93
� �
d s
0 � �
d s
0
� �
d s
0 � �
d s
0
a á
Ðèñ. 2. Äèàãðàììû ïðåäåëüíûõ íàïðÿæåíèé ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëåé 09Ã2 (à) è
12ÃÍ2ÌÔÀÞ (á) ïðè êîìáèíèðîâàííîì íàãðóæåíèè â óñëîâèÿõ ðàçíûõ êëèìàòè÷åñêèõ
òåìïåðàòóð.
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà ïðîïîðöèîíàëüíîñòè ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëåé 09Ã2 (1) è
12ÃÍ2ÌÔÀÞ (2) îò òåìïåðàòóðû.
Âëèÿíèå äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêè íà ïðåäåëüíûå íàïðÿæåíèÿ ...
Âèäíî, ÷òî ïðè � �
d s
0 � 0,2 (ðèñ. 2) ñâàðíîå ñîåäèíåíèå ñòàëè 09Ã2 áîëåå
÷óâñòâèòåëüíî ê äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêå âî âñåì äèàïàçîíå èññëåäîâàííûõ òåìïåðà-
òóð. Ïðè ýòîì ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû ýòà ðàçíèöà âîçðàñòàåò è ïðè � �60 Ñ
óâåëè÷èâàåòñÿ áîëüøå ÷åì â äâà ðàçà.
Åñëè äèíàìè÷åñêèå íàãðóçêè ÿâëÿþòñÿ ñëó÷àéíûìè è íå ó÷èòûâàþòñÿ â ïðî÷-
íîñòíûõ ðàñ÷åòàõ, ïî àíàëîãèè ñ ìåòîäîì îöåíêè íåñóùåé ñïîñîáíîñòè îáðàçöà [5] â
êà÷åñòâå ïðåäåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè êîìáèíèðîâàííîì íàãðóæåíèè èñïîëüçóåòñÿ
ñòàòè÷åñêàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ �
s êðèòè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ � cr . Ïðè ýòîì îòíîøåíèå
äèíàìè÷åñêîãî �
d íàïðÿæåíèÿ ê ñòàòè÷åñêîìó �
s ïðè êîìáèíèðîâàííîì íàãðó-
æåíèè, ÷èñëåííî õàðàêòåðèçóþùåå ñòåïåíü äèíàìè÷åñêîé ïåðåãðóçêè, îáîçíà÷èì
K d s
ï � � � , ãäå K ï – êîýôôèöèåíò äèíàìè÷åñêîé ïåðåãðóçêè. Òîãäà ïðåäåëüíûå
ñòàòè÷åñêîå è äèíàìè÷åñêîå íàïðÿæåíèÿ ïðè çàäàííûõ òåìïåðàòóðå è êîýôôèöèåíòå
äèíàìè÷åñêîé ïåðåãðóçêè ñ ó÷åòîì çàâèñèìîñòè (2) îïðåäåëèì ñîîòâåòñòâåííî êàê
�
�
s s
K
�
�ï
0 , (4)
�
�
d sK
K
�
�
ï
ï
0. (5)
Ïîëó÷åííûå óðàâíåíèÿ è ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñ. 3 çàâèñèìîñòè ïîçâîëÿþò ïðè
îòñóòñòâèè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé îïðåäåëèòü ÄÏÍ ðàññìàòðèâàåìûõ
ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ïðè ëþáîé òåìïåðàòóðå èç äèàïàçîíà èññëåäîâàííûõ. Äëÿ ýòîãî
äîñòàòî÷íî çàäàòüñÿ çíà÷åíèåì K ï è îïðåäåëèòü � 0
s ïðè ñòàòè÷åñêîì íàãðóæåíèè.
Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ïðåäåëüíîãî ñòàòè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ �
s äëÿ ñâàð-
íûõ ñîåäèíåíèé ñòàëåé 09Ã2 è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ ïðè ðàçíûõ çíà÷åíèÿõ êîýôôèöèåíòà
K ï ïðèâåäåíû íà ðèñ. 5. Êðèâûå K ï � 0 îïèñûâàþò çàâèñèìîñòü ïðåäåëüíîãî íàïðÿ-
æåíèÿ � 0
s îò òåìïåðàòóðû Ò ïðè ñòàòè÷åñêîì íàãðóæåíèè. Âñå îñòàëüíûå êðèâûå
ïîñòðîåíû ïî ðåçóëüòàòàì èññëåäîâàíèÿ ïðè êîìáèíèðîâàííîì íàãðóæåíèè. Ïðè
K ï � 1 íàïðÿæåíèÿ, âûçâàííûå ñòàòè÷åñêîé è äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêàìè, áóäóò îäè-
94 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìè ì³öíîñò³, 2018, ¹ 6
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü ÷óâñòâèòåëüíîñòè ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëåé 09Ã2 (1) è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ (2)
îò òåìïåðàòóðû ïðè çàäàííîì çíà÷åíèè � �
d s
0 � 0,2.
��
Â. À. Äåãòÿðåâ
íàêîâûìè. Íà ðèñ. 5 òàêæå ïîêàçàíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ïðåäåëà òåêó÷åñòè
èññëåäóåìûõ ìàòåðèàëîâ ïðè ðàñòÿæåíèè � ò è èçãèáå � òè . Çíà÷åíèå � òè îïðåäå-
ëÿëîñü ïðè òðåõòî÷å÷íîì èçãèáå ãëàäêèõ (áåç òðåùèíû) îáðàçöîâ, âûñîòà êîòîðûõ
ðàâíà âûñîòå íåòòî-ñå÷åíèÿ îáðàçöà ñ òðåùèíîé (ðèñ. 1). Ýòî çíà÷èò, ÷òî ãðàäèåíò
íîìèíàëüíûõ íàïðÿæåíèé ãëàäêèõ îáðàçöîâ è îáðàçöîâ ñ òðåùèíîé áûë îäèíàêîâûì.
Äëÿ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëåé 09Ã2 è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå îí
ñîñòàâëÿåò 480 è 970 ÌÏà ñîîòâåòñòâåííî. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè � ò è � òè
óñòàíàâëèâàëèñü ïóòåì ðàñ÷åòà [4]. Òî÷êè ïåðåñå÷åíèÿ êðèâûõ �
s f T� ( ) ïðè çàäàí-
íîì êîýôôèöèåíòå K ï , à òàêæå � ò � f T( ) èëè � òè � f T( ) è îïðåäåëÿþò çíà÷åíèÿ
Tk 2.
Èç äàííûõ, ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 5, âèäíî, ÷òî íàïðÿæåíèÿ îò äèíàìè÷åñêîé
íàãðóçêè ñóùåñòâåííî âëèÿþò êàê íà �
s , òàê è íà Tk 2. Ñ ïîâûøåíèåì K ï ïðåäåëü-
íûå íàïðÿæåíèÿ â èññëåäóåìûõ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèÿõ óìåíüøàþòñÿ, à Tk 2 óâåëè-
÷èâàåòñÿ. Èç ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî â ïðî÷íîñòíûõ ðàñ÷åòàõ ïðè èñïûòàíèè îáðàçöîâ â
ñëó÷àå êîìáèíèðîâàííîãî íàãðóæåíèÿ íåîáõîäèìî èçìåðÿòü è ó÷èòûâàòü íå òîëüêî
ñòàòè÷åñêèå, íî è äèíàìè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ.  ýòîì ñëó÷àå Tk 2 áîëåå îáîñíîâàíî
íåîáõîäèìî îïðåäåëÿòü ïî ïåðåñå÷åíèþ òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé ìàêñèìàëüíûõ
êðèòè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé � cr è ïðåäåëà òåêó÷åñòè ðàññìàòðèâàåìîãî ìàòåðèàëà. Â
êà÷åñòâå õàðàêòåðèñòèêè ðåæèìà íàãðóæåíèÿ èñïîëüçîâàëñÿ êîýôôèöèåíò äèíàìè÷-
íîñòè K d
crä � � � , êîòîðûé ñ êîýôôèöèåíòîì äèíàìè÷åñêîé ïåðåãðóçêè K ï ñâÿ-
çàí ñîîòíîøåíèåì K K Kä ï ï� �( ).1
Íà ðèñ. 6 ñ èñïîëüçîâàíèåì ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ (òàáëèöà) ïðèâåäåíû
òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè äëÿ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëåé 09Ã2 è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ
ïðè íåêîòîðûõ çíà÷åíèÿõ K ä . Êðèâàÿ � cr f T� ( ) ïðè K ä � 0 îïèñûâàåò òåìïå-
ðàòóðíóþ çàâèñèìîñòü êðèòè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ, ðàâíîãî ïðåäåëüíîìó íàïðÿæåíèþ,
â óñëîâèÿõ òîëüêî ñòàòè÷åñêîãî íàãðóæåíèÿ � 0
s , à K ä � 1 òîëüêî äèíàìè÷åñêîãî � 0
d .
Ïðè èçâåñòíûõ âåëè÷èíàõ � 0
s ,
è K ä îïðåäåëèòü êðèòè÷åñêîå íàïðÿæåíèå � cr äëÿ
çàäàííîé òåìïåðàòóðû ìîæíî ïî ôîðìóëå
�
�cr
s
K K
�
� �ä ä( )
.
1
0 (6)
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìè ì³öíîñò³, 2018, ¹ 6 95
�
s , ÌÏà �
s , ÌÏà
a á
Ðèñ. 5. Âëèÿíèå òåìïåðàòóðû è êîýôôèöèåíòà äèíàìè÷åñêîé ïåðåãðóçêè íà ïðåäåëüíûå
ñòàòè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ â ñâàðíûõ ñîåäèíåíèÿõ ñòàëåé 09Ã2 (à) è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ (á).
Âëèÿíèå äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêè íà ïðåäåëüíûå íàïðÿæåíèÿ ...
Èç ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 6 çàâèñèìîñòåé âèäíî, ÷òî ñ ïîâûøåíèåì K ä êðèòè-
÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ â èññëåäóåìûõ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèÿõ óìåíüøàþòñÿ, à Tk 2 ïîâû-
øàåòñÿ, ò.å. õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ìàêñèìàëüíûõ íàïðÿæåíèé è êðèòè÷åñêîé òåìïåðà-
òóðû õðóïêîñòè àíàëîãè÷åí òàêîâûì, ïðèâåäåííûì íà ðèñ. 5, çà èñêëþ÷åíèåì èõ
àáñîëþòíûõ çíà÷åíèé.
Âëèÿíèå êîýôôèöèåíòîâ äèíàìè÷åñêîé ïåðåãðóçêè è äèíàìè÷íîñòè íà Tk 2
ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëåé 09Ã2 è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ ïðèâåäåíî íà ðèñ. 7. Äëÿ ïîñòðîå-
íèÿ êðèâûõ 1, 3 èñïîëüçîâàëè òî÷êè ïåðåñå÷åíèÿ òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé �
s è
� ò (ðèñ. 5), êðèâûõ 2, 4 – òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé � cr è � ò (ðèñ. 6). Ñðàâíå-
íèå ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðè îöåíêå íàãðóæåííîñòè ñâàðíîãî
ñîåäèíåíèÿ ïî êîýôôèöèåíòó äèíàìè÷íîñòè âåëè÷èíà Tk 2 çíà÷èòåëüíî íèæå òàêî-
âîé, îïðåäåëåííîé ïî êîýôôèöèåíòó äèíàìè÷åñêîé ïåðåãðóçêè. Ïðè÷åì ñ ðîñòîì
êîýôôèöèåíòîâ ðàçíîñòü ìåæäó çíà÷åíèÿìè Tk 2, îïðåäåëåííûìè ïî �
s è � cr ,
óâåëè÷èâàåòñÿ. Ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî îöåíêà Tk 2 ïî ìàêñèìàëüíûì íàïðÿæåíèÿì
ïðè êîìáèíèðîâàííîì íàãðóæåíèè (íà ðèñ. 7 êðèâûå 2, 4) áîëåå äîñòîâåðíàÿ, ÷åì ïðè
ó÷åòå òîëüêî ñòàòè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé. Êðîìå òîãî, ïðè îäèíàêîâûõ çíà÷åíèÿõ K ï
èëè K ä âòîðàÿ êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà õðóïêîñòè ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëè
12ÃÍ2ÌÔÀÞ çíà÷èòåëüíî íèæå, ÷åì ñòàëè 09Ã2. Íàïðèìåð, ïðè K ï � 0 4, ðàñ-
õîæäåíèå ìåæäó êðèòè÷åñêèìè òåìïåðàòóðàìè èññëåäóåìûõ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé
ñîñòàâëÿåò 23�Ñ, ïðè K ä � 0 8, – 39�Ñ.
96 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìè ì³öíîñò³, 2018, ¹ 6
� cr , ÌÏà � cr , ÌÏà
a á
Ðèñ. 6. Âëèÿíèå òåìïåðàòóðû è êîýôôèöèåíòà äèíàìè÷íîñòè íà êðèòè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ â
ñâàðíûõ ñîåäèíåíèÿõ ñòàëåé 09Ã2 (à) è 12ÃÍ2ÌÔÀÞ (á).
Ðèñ. 7. Âëèÿíèå êîýôôèöèåíòîâ äèíàìè÷åñêîé ïåðåãðóçêè K ï (1, 3) è äèíàìè÷íîñòè Kä (2, 4)
â óñëîâèÿõ êîìáèíèðîâàííîãî íàãðóæåíèÿ íà Ò k 2 ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëåé 09Ã2 (1, 2) è
12ÃÍ2ÌÔÀÞ (3, 4).
Â. À. Äåãòÿðåâ
Òàêèì îáðàçîì, èññëåäîâàíèÿ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëåé ðàçíîé ïðî÷íîñòè ñ
äåôåêòàìè â âèäå òðåùèíû óñòàëîñòè ñ ó÷åòîì ðåàëüíûõ óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè
(òåìïåðàòóðà, õàðàêòåð äåéñòâóþùèõ íàãðóçîê) è àíàëèç ïîëó÷åííûõ äàííûõ ïîçâî-
ëÿþò áîëåå îáîñíîâàíî îïðåäåëÿòü çàïàñ ïðî÷íîñòè ýëåìåíòîâ ìåòàëëîêîíñòðóêöèé,
èçãîòîâëåííûõ èç èññëåäóåìûõ ìàòåðèàëîâ.
 û â î ä û
1. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðåäåëüíîå íàïðÿæåíèå è âòîðàÿ êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà
õðóïêîñòè ïðè êîìáèíèðîâàííîì íàãðóæåíèè èññëåäóåìûõ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé çà-
âèñÿò îò ñîîòíîøåíèÿ ñòàòè÷åñêèõ è äèíàìè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé. Ïðè óâåëè÷åíèè
êîýôôèöèåíòîâ äèíàìè÷åñêîé ïåðåãðóçêè è äèíàìè÷íîñòè ïðåäåëüíîå íàïðÿæåíèå
óìåíüøàåòñÿ, à âòîðàÿ êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà õðóïêîñòè ïîâûøàåòñÿ.
2. Ïðè îïðåäåëåíèè ïðåäåëüíûõ íàïðÿæåíèé è âòîðîé êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû
õðóïêîñòè íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü êàê ñòàòè÷åñêèå, òàê è äèíàìè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ.
Íåó÷åò äèíàìè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé ïðèâîäèò ê çàíèæåííûì çíà÷åíèÿì ïðåäåëüíîãî
íàïðÿæåíèÿ è çàâûøåííûì çíà÷åíèÿì âòîðûõ êðèòè÷åñêèõ òåìïåðàòóð õðóïêîñòè.
3. Ïîêàçàíî, ÷òî âòîðàÿ êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà õðóïêîñòè è ÷óâñòâèòåëüíîñòü
ê äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêå ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé ñòàëè ñ áîëåå âûñîêèìè ìåõàíè÷åñ-
êèìè ñâîéñòâàìè çíà÷èòåëüíî íèæå.
Ð å ç þ ì å
Àíàë³çóþòüñÿ ðåçóëüòàòè åêñïåðèìåíòàëüíèõ äîñë³äæåíü ñòèêîâèõ çâàðíèõ ç’ºäíàíü
³ç òð³ùèíîþ ç³ ñòàëåé 09Ã2 òà 12ÃÍ2ÌÔÀÞ ïðè ð³çíîìó ñï³ââ³äíîøåíí³ ñòàòè÷íèõ
òà äèíàì³÷íèõ íàïðóæåíü ó øèðîêîìó ä³àïàçîí³ çì³íè êë³ìàòè÷íèõ òåìïåðàòóð.
Äîñë³äæåííÿ ïðîâîäèëèñü íà óñòàíîâö³, ðîçðîáëåí³é íà áàç³ êîïðà óäàðíî¿ ä³¿. Ðîç-
êðèòòÿ áåðåã³â òð³ùèíè âèì³ðþâàëîñü çà äîïîìîãîþ âèãîòîâëåíîãî ó âèãëÿä³ ñêîáè
äàò÷èêà çñóâó. Ñïîñòåðåæåííÿ çà òð³ùèíîþ çä³éñíþâàëîñü çà äîïîìîãîþ òåëåâ³ç³éíî¿
óñòàíîâêè òà ì³êðîñêîïà. Ïðè ïðîâåäåíí³ íèçüêîòåìïåðàòóðíèõ âèïðîáóâàíü çàïðî-
âàäæóâàëàñü ñèñòåìà îõîëîäæåííÿ òà àâòîìàòè÷íî¿ ï³äòðèìêè òåìïåðàòóðè çðàçêà â
ä³àïàçîí³ 20 100...� �Ñ. Åêñïåðèìåíòàëüí³ äîñë³äæåííÿ äîçâîëèëè âèçíà÷èòè ä³àãðàìè
ãðàíè÷íèõ íàïðóæåíü, àíàë³ç ÿêèõ ïîêàçàâ, ùî ì³æ ñòàòè÷íèì òà ðóéí³âíèì äèíà-
ì³÷íèì íàâàíòàæåííÿì ñïîñòåð³ãàºòüñÿ â îñíîâíîìó ë³í³éíà çàëåæí³ñòü. Ïîêàçàíî,
ùî ïðè çàäàí³é òåìïåðàòóð³ äèíàì³÷íà ñêëàäîâà ãðàíè÷íîãî íàïðóæåííÿ çìåíøó-
ºòüñÿ ç³ çðîñòàííÿì ñòàòè÷íîãî íàïðóæåííÿ. Óñòàíîâëåíî, ùî çâàðíå ç’ºäíàííÿ ñòàë³
09Ã2 á³ëüø ÷óòëèâå äî äèíàì³÷íîãî íàâàíòàæåííÿ ó âñüîìó ä³àïàçîí³ äîñë³äæóâàíèõ
òåìïåðàòóð. Ïîêàçàíî, ùî ïðè âèçíà÷åíí³ ãðàíè÷íèõ íàïðóæåíü òà äðóãî¿ êðèòè÷íî¿
òåìïåðàòóðè êðèõêîñò³ íåîáõ³äíî âðàõîâóâàòè ÿê ñòàòè÷í³, òàê ³ äèíàì³÷í³ íàïðóæåí-
íÿ. Ãðàíè÷íå íàïðóæåííÿ ³ äðóãà êðèòè÷íà òåìïåðàòóðà êðèõêîñò³ ïðè êîìá³íî-
âàíîìó íàâàíòàæåíí³ äîñë³äæóâàíèõ çâàðíèõ ç’ºäíàíü çàëåæàòü â³ä ñï³ââ³äíîøåííÿ
ñòàòè÷íèõ òà äèíàì³÷íèõ íàïðóæåíü. Íåâðàõóâàííÿ äèíàì³÷íèõ íàïðóæåíü ïðèçâî-
äèòü äî çàíèæåíîãî ãðàíè÷íîãî íàïðóæåííÿ òà ï³äâèùåíèõ çíà÷åíü äðóãî¿ êðèòè÷íî¿
òåìïåðàòóðè êðèõêîñò³. Ïðè çá³ëüøåíí³ êîåô³ö³ºíò³â äèíàì³÷íîãî ïåðåâàíòàæåííÿ òà
äèíàì³÷íîñò³ ãðàíè÷íå íàïðóæåííÿ çìåíøóºòüñÿ, à äðóãà êðèòè÷íà òåìïåðàòóðà
êðèõêîñò³ çá³ëüøóºòüñÿ. Óñòàíîâëåíî, ùî äðóã³ êðèòè÷í³ òåìïåðàòóðè êðèõêîñò³
çâàðíèõ ç’ºäíàíü ñòàë³ ç á³ëüø âèñîêèìè ìåõàí³÷íèìè âëàñòèâîñòÿìè çíà÷íî íèæ÷³.
1. Ãðèãîðüåâ Ð. Ñ., Ëàðèîíîâ Â. Ï., Óðæóìöåâ Þ. Ñ. Ìåòîäû ïîâûøåíèÿ ðàáîòî-
ñïîñîáíîñòè òåõíèêè â ñåâåðíîì èñïîëíåíèè. Íîâîñèáèðñê: Íàóêà, 1987. 252 ñ.
2. Òåëóøêèí Â. Ä., Âèíîêóðîâ Â. À., Ðÿõèí Â. À. è äð. Ñòðîèòåëüíûå è äîðîæíûå
ìàøèíû äëÿ ðàéîíîâ ñ õîëîäíûì êëèìàòîì. Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1978. 197 ñ.
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìè ì³öíîñò³, 2018, ¹ 6 97
Âëèÿíèå äèíàìè÷åñêîé íàãðóçêè íà ïðåäåëüíûå íàïðÿæåíèÿ ...
3. Ñëåïöîâ Î. È., Øóëüãèíîâ Á. Ñ., Ìèõàéëîâ Â. Å. è äð. Ïîâûøåíèå ïðî÷íîñòè
ñâàðíûõ ìåòàëëîêîíñòðóêöèé ãîðíîäîáûâàþùåé è òðàíñïîðòíîé òåõíèêè â óñëî-
âèÿõ ñåâåðà. Íîâîñèáèðñê: Íàóêà, 2012. 182 ñ.
4. Ìàõóòîâ Í. À. Ñîïðîòèâëåíèå ýëåìåíòîâ êîíñòðóêöèé õðóïêîìó ðàçðóøåíèþ.
Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1973. 200 ñ.
5. Òðóôÿêîâ Â. È. Óñòàëîñòü ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé. Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 1973. 215 ñ.
6. ÃÎÑÒ 25.506-85. Ìåòîäû ìåõàíè÷åñêèõ èñïûòàíèé ìåòàëëîâ. Îïðåäåëåíèå õà-
ðàêòåðèñòèê òðåùèíîñòîéêîñòè (âÿçêîñòè ðàçðóøåíèÿ) ïðè ñòàòè÷åñêîì íàãðó-
æåíèè. Ââåä. 01.01.86.
7. Äåãòÿðåâ Â. À. Óñòàíîâêè òèïà ÄÑÎ äëÿ èñïûòàíèé íà óñòàëîñòü ïðè ïîâòîðíîì
óäàðíîì è ãàðìîíè÷åñêîì íàãðóæåíèè ñ ðàçëè÷íîé àñèììåòðèåé öèêëà. Ïðîáë.
ïðî÷íîñòè. 1982. ¹ 10. Ñ. 110–113.
Ïîñòóïèëà 18. 05. 2017
98 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìè ì³öíîñò³, 2018, ¹ 6
Â. À. Äåãòÿðåâ
|