автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Расширение областей применения механики разрушения при оценке трещиностойкости элементов сварных конструкций в условиях статического нагружения



<ъ

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ Институт электросварки им. Е. О. Патона

На правах рукописи

Г И Р Е Н К О

Вадим Сергеевич

УДК 621.791.052:620.17:539.3,4.

РАСШИРЕНИЕ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ОЦЕНКЕ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ СТАТИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ

05.03.06 — Сварка и родственные технологии

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Киев -1997

Работа выполнена б Институте электросварка

• им. Е. О. Патока-НАН УкрагЕЫ

#

• Научный консультант: чмн-корргспоцдест ПАИ Укра:п2!

до;лор тешгсгашх наук ЛОБАНОВ Л.Ц.

ОФнсалыше оппоненты: академик НЛН ЛфазЕЫ

. доктор технических наук ЦЯХНЕНКО В.И.

. члеБ^зэрреспоздепт НАН Укргсип доктор технически п£.у!; Р«Ш о.н.

доктор техшяескпх паук ШШШВ.С. •

Ведущая организация: ОАО "Лф^Кйпроз^тстаЕЬУанстругацы"

Зг^гга состоится 1 октг.брл 19Э7г. в 10 часов на бсссдшш специализированного совета Д 93.02.01 при Институте •электросварка -ка.Е.О.Пагопа НЛН Укра:шы по адресу: 252650 Киев 5, ГОТ, ул.Есхаш», 11.

Ваш отзывы на автореферат (1 экз., ваверешшй гербовой печать») просьба направлять по Е£се указанное адресу.

С диссертацией ыогко ознажктьса ь бпЗлнстггл Института электросварки кы. Е.О.Патопа.

Автореферат разослан '_1097 г.

■ УчеЕЫЙ секретарь .специализированного совета

Об^ая характеристика работы

Актуальность проблемы. Относительная сложность и материалоэм-кость испытаний по критериям трещиностойкости, а токае недостаточная проработка методов определения критических состояний сварных соединений, с учетом присущих им особенностей, одерживает поактнчэ-ное применении подходов механики разрушения, несмотря на разработку соответствующих стандартов.

Б большинсте случаев доступная информация о вязкости разрушения конструкционных материалов и сварных соединений базируется на результатах стандартных механических испытаний и. соответственно, достижения механики разрушении не могут быть использованы ь должной мере. Это обычно относится к установлению остаточного ресурса конструкции, выяснению причин аварий, срочным экспертным оценкам различных технических ситуаций и. наконец, к соверсенствованип нормативных треОиис.ний и разработке поверочных расчетов на прочность с учетом сопротивления хрупким и вязкыл разрусениям.

Очевидно создавшееся положение будет сохраняться до тех пор, по;;а результатам стандартных механических испытаний не удастся придать ьов^е возможности, связав их с критериями трециностейкостн.

Такие связи могут носить общий характер, если критерии трецн-ностойкости определены в условиях преобладающей плоской деформации. Эти условия детально проверены и обцепризнаны для характеристик линейной механик! I разрушения, однако о нелинейной механике, в этом отношении, ост;штся существенные неопределенности, как при экспериментальном определении критериев 51С и ,11С, гак и при ответе на вопрос: наскольчо типично разрушение при плоском деформированном состоянии для конструктивных элементов данной толщины с дефектами той или иной Сюрмы?

Кроме того, так называемое "б - проектные кривые", используемые при расчетах на прочность по критериям нелинейной механики разруше-

Ж1я не "привязаны" к особенностям напряженно-деформированного состояния (плоская деформация - П.Д. или плоское напряженное состояние - П.Н.С.) и нуядаятся в соответствующем развитии и экспериментальной проверке.

Помимо трудностей общего характера, присущих нелинейной механике разрушения, существуют и другие, обусловленные, е первую очередь. последствиями термомеханического цикла сварки. Образование реальных дефектов в сварных соединениях - в отличие от дефектов идеализированных - обычно сопровождается локальными изменениями механических свойств материала в результате деформационного старения в зонах концентрации термопластических (сварочных) и пластических (эксплуатационных) деформаций. Эти изменения в сочетании с остаточными напряжениями являвтся одной из основных причин хрупкого разрушения сварных конструкций. Расчетная оценка влияния этих факторов на прочность конструкций связана с такими специфическими особенностями. что мехсника разрушения,- за редкими исключениями, обходит этот аспект стороной Тем не менее, без преодоления указанных трудностей невозможно обеспечить достоверное использование расчетных методов механики разрушения для практических целей.

Наконец, отдельные случаи хрупкого и оязко^о разрушения сварных конструкций, з том числе, берущие начало ог сравнительно "мягких" конструктивных концентратороз напряжений, не получают исчерпывающего объяснения в рамках традиционных подходов и требований к сдаточным характеристикам стального проката. 3 сязи с этим, уделяется внимание анизотропии служебных свойств конструкционных материалов.

Эти я другие аспекты проблем! влекут за собой отсутствие уверенности в достоверности выполняемых расчетных оценск и ограничивает использование подходов механики разрушения при установлении допускаемых значений вязкости разрушения конструкционных материалов и .их сварных соединений.

В результате требования, предъягляемыо на практике к вязкости разрушения конструкционных материалов в форме чормир/ммх значений

ударной вязкост^обычно не имеют надлежащего обоснования. Этс отражается, в частности, в противоречиях, характерных для ряда технических норм. Практический опыт здесь играет суцествгнную роль, но рекомендации, вытекающие из него недостаточны для обеспечения надежности конструкций, особенно при использовании новых материков, изменении условий их работы, или деградации служебных свойств в процессе эксплуатации. При сложившейся практике проектирования требования к уларной вязкости обычно устанавливаются без непосредственного учета прочностных характеристик латериалпв и конструктив ■ но-технологических решенмй. Размеры трециноподобных дефектов, которые могут быть лроп/щены при нгразрулашем контроле, осуществляемой ь соответствии с технологическими нормами, также обычно не принимаются во внимание.

Преодолению отмоченных трудностей и посвящена данная раиота. Она явчяетсл составной частью проводимых 1- ИЭС и..1. Е. 0. Патона систематических комплексных исследований, ня'празленных на повышение надежности и долговечности сварных конструкций.

В случае успешного решения указанний пробты появляется возможность существенно расширить области инженерного ппименения механики ргзруления, б том числе, при решении задач, упомянутых, выше, для промышленности Украины основная мз них - оценка остаточного ресурса конструкций, ьольшин ство сварных конструкций в газовой и нефтеперерабатывающей прожшленности исчерпало проектный ресурс (?5 -30 лет), причем во многих с/.учаях невозможно не принимать во внимание возможность деградации служебных сзойств конструкционных материалов и сварных соединений э процессе эксплуатации. Вырезка крупномасштабных проб металла дая проведенмя разрушающего контроля по критериям механики разруиения обычно исключается по технико-экономическим причинам Доступная информация может базироваться только на резулотг.тах стандгртых механических испытаний.

Основной целью работы является разработка методов нормирования

требований к вязкости разрушения конструкционных материалов и сварных соединений путем установления на стадии проектирования соответствия между:

- технологическими нормами неразруиаюцего кон "роля; . - конструктивно-технологическими решениями;

- ударной вязкостью и прочностными характеристиками конструкционных материалов.

Поставленная задача - в зависимости от особенностей конструкции - монет решаться в форме нормирования допускаемых значений ударной вязкости металла сварных соединений, либо - расчета узлов и элементов конструкций на прочность с учетом сопротивления различным видам разрушения. К последнему случаю относятся конструкции, имеющие крупномасштабные зоны повышенных упруго-пластичеенпх деформаций, величина которых может существенно изменяться п зависимости от конструктизно-технологичсских решений. Характерным примером в этом отношении могут служить узлооис трубчатые соединения глубоководных МСП.

Достиаение поставленной цели связано с получением, развитием и обобщением ряда результатов, представляемых на защиту.

Научная новизна. .В работе установлены следующий положения, результаты и закономерности, которые выносятся на защиту: .

-методика лабораторного определения деформационной характеристики трециностойкости В.В.Панасюка - А, А. Уэлса бс, исключающая погрепностн, связанные с механической неоднородностью сварных соединений и остаточной напряженностью;

-условия перехода от плоской деформации к плоскому напряженному состоянкз) для определения характеристики б1С и областей ее использования при расчетах на прочность или установлении допускаемой вязкости раэруиения конструкционных материалоо;

-аналитическое н экспериментальное обоснование связей между характеристиками трециностойкости б,с. К1Г и стандартными ме-

ханическими свойствами конструкционных материален; -результаты, показывающие, что деформационное старение металла, вызванное локальной концентрацией в вершине дефекта термопластических (сварочных) или пластических (эксплуатационных) деформаций. является одной из основных причин хрупкого разрушения сварных соединений; снижение вязкости разрушения а результате деформационного старения моагет быть интерпретировано при инженерных расчетах, как ужесточение условий перехода при разрушении от плоской деформации к плоскому напряженному состоянию;

-метод оценки допускаемой вязкости разрушения конструкционных материалов и сварных соединений с учетом деформационных повреждений материала и остаточной напряженности; -анализ причин снижения прочности сварных соединений в результате образования слоисто-хрупких и слоисто-вязких трещин. Оценка запасов вязкости разрупения сварных соединении с учетом текстурных особенностей и анизотропии механических свойств металлопроката;

-основные полоаения методики определения требований к вязкости разрушения сварных соединений и расчетов на прочность элементов конструкций с учетом сопротивления различным видам разрушения, включая сварные ивы многослойных сосудов и трубчатые соединения глубоководных МСП.

Практическая ценность н реализация результатов работы.

Показано, что для повышения надежности сварных конструкций, требования к ударной вязкости следует нормировать с учетом прочностных характеристик материалов, толщины конструктивных элементов, а также - конструктивно-технологических особенностей. Разработанные методы позволяют эффективно решать эту задачу на осмоле результатов стандартных механических испытаний. Развитие этих методов обеспечивает переход от разрозненных конструктивно-технологических приемов,

- б -

применяемых в настоящее время для обеспечения надежнссти сварных конструкций к системе согласованных нормативных требований и поверочных расчетов, устанавливаю^« соответствие между технологическими нормами неразрушающего контроля, напряженно-деформированным состояние»' расчитываемых элементоз и узлов конструкции и стандартными характеристиками конструкционных материалов.

Результаты работы колучили непосредственное отражение в ряде технических норм и стандартов: ВСН-41-Ь8, "Проектирование ледостой-ких стационарных платформ. Расчет на прочность с учетом сопротивления хрупкому разрушению", Москва, Госстрой - Ьтикнефтепром, 1988; ОСТ 26-01-221-86 "Сосуды и аппараты многослойные рулонированные стальные высокого давления", Минхимнефтемаш, . Москва, 1986; ТУ-14-1-4329-87 "Прокат толстолистовой из стали марок 02Г2СД и 12ХГДАФ для сварных металлоконструкций морских стационарных платформ"; л(Р170-05, "Определение характеристик вязкости разрушения (трепцшостсйкосги) сзарных соединений при статическом нагружении", Госстандарт, 1995; ГОСТ 26.506-85 "Определение характеристик трещи-носточкости (вязкости разрушения) при статическом нагружен™1; ГОСТ "Метами и сварные соединения, метод испытания на сопротивление слоистым разрушениям".•

Апробация работы. Основные положения работы и ее отдельные фрагменты обсуждались и докладывались: на заседаниях научно-методической комиссии по механике разрушения (научный руководитель член-корр. АН СССР Н.А.Махутов); научно-технических конференциях в Киеве (1965, 1972), Якутске (1978), Красноярске (1984), Иркутске (1985), Челябинске (1985), Львове (1985), Москве (1985), Санта-Кла-ре (1990), Киеве (1990) к др.; ка семинарах "Влияние дефектов швов на-работоспособность сварных криогенных конструкций (ИЭС - НИ США, Киев, 1979); "Выбор и обоснование методов и норм контроля качества сварных соединений" (Ленинград, 1976); научно-координационное созе-те Госстроя СССР (1985); на семинаре "Раззитче, совершенствование и

реконструкция специальных сварных стальных конструкций, зданий и сооружений (Симферополь. 1988); комиссиях IX и X международного Института Соарки; на восьмой международной конференции по разрушению (Киср, 1993), на международной конференции "Спарные конструкции" (Киев, 1995). Работа обсуждалась на Научном совете по проблемам маиинострения и технлогических процессоз АН СССР, семинаре МВТУ им. Баумана и объединенном семинаре отделов сварных конструкций ИЗС им. Е. 0. Патона.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 85 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из шести разделов, изложенных на 344 страницах машинописного текста, содержит 179 рисунков, 22 таблицы и список литературы из 362 наименований на 30 страницах.

В персом раздело кратко описано развитие исследований в области статической прочности сварных соединений, рассмотрены предпосылки к выполнения работы, ее цели, особенности и структура.

Во втором разделе рассмотрены методы оценки трециностойкости и выделены наиболее перспективные для решения постапленной задачи характеристики 61С и 6С. Обоснованы и регламентированы методические особенности экспериментального определения критического раскрытия трещины с учетом влияния факторов, присущих соэриым•соединениям, включая механическую неоднородность и остаточную напряженность. Получены условия перехода от плоской деформации к плоскому напряженному состоянии при определении характеристики (^с-

В третьем раздела представлен инженерный метод определения характеристик трециностойкости и Кщ по результатам стандартных механических испытаний. Рассмотрены недостатки существующих подходов; дано теоретическое и экспериментальное обоснование предлагаемого метода.

Четвертый раздел посвящен развитию подходов по определению требуемых запасов вязкости разрушения конструкционных материалов с

учетом влияния на прочность сварных соединений последствий териоде-формационных циклов сварки - деформационного старения и остаточных напряжений.

В пятом раздело рассматривается анизотропия характеристик вязкости разрусения конструкционных материалов, как одна из возможных причин некоторых разрушений сварных конструкций и, связанные с этим, подходы к определенна требуемых запасов вязкости разрушения.

В CSCT01I разделе, на основе изложенных выше результатов, рассматриваются методы обоснования требований к ударной вязкости сварных соединений и расчета элементов конструкций на прочность с учетом сопротивления различным видам разруиения.

Решение задачи, помимо выполненных исследований, опирается на работы отечественных и зарубежных специалистов в области прочности материалов, сварных конструкций и механики разрушения: А. Е. Андрей-кива, Т. С. Васильченко, В. А. Винокурова, П. М. Витвицкого, В. Н. Волчсн-ко, Л.И.Гладитейна. Р. В. Гольдатейна, В.Н.Земзина, А.А.Каминского. Г.П.Карзова, Б.С.Касаткина. Л.А.Копельмдна. П.Ф.Кошелева, А.Я.Кра-совского, С.А.Куркина, В.П.Ларионова. В.В.Ларионова, Л.Н.Лобанова. В.И.Махнекко, Н.А.Махутова, Е.М.Морозова. Г.А.Николаева. П.Д.Одесского. В. А. Осадчука, В. В. Панасша, В. З.Партона. Г. С. Писаренко, Я. С. Подстрпгача, 0. Н. Ромалива, ' В. И. Савченко, ' С. В. Серенссла, В.И.Труфякова. Г.П.Черепанова. A.A.Чиника, С.Я.Яреш. Д. Барссьа. 0. Бурдею;иа. Д.Дагдейла, Р.Долби. Д.Ирвина. Т.Каназзва. О. иазаишн-таа. С. u!>w-o::c.ca, Д. Райса, А. Уэллса. Д. Холла и других исследователе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Кратко рассмотрены особенности развития научных основ испытания

сварных соединений, а также причины, ограничивайте области применения механики разрушения и, соответственно, предопределяющие актуальность и цели работы.

В связи с наличием в сварных соединениях полей остаточных напряжений и присущей им механической неоднородности при оценке трещи-ностойкости сварных соединений наиболее оффектиенд характеристика 5С (б1С) В. В. Панасюка - A.A. Уэллса.

В работе рассмотрены методические особенности измерения характеристики 6С при испытаниях плоских стандартах и нестандартах образцов на растяжение и изгиб с учетом влияния механической неоднородности и остаточной напряженности, которые могут изменять лололе-ние центра вращения и упругий участок диаграммы "перемещение-нагрузка". Ввиду этого, перемещения берегов трещины измеряются в дзух точках с выделением упругих составляющих перемещений по диаграммам разрушения.

Наиболее важным методическим аспектом является уточнение условий перехода от плоской деформации к плоскому напряженному состоянию при экспериментальном определении 51С.

Около 150 крупномасштабных плоских образцов, которые имели различные размеры поверхностных и сквозных дефектов, испытано на растяжение в температурных диапазонах квазихрупких и хрупких состояний. Полученные результаты сопоставлялись со значениями б1С, которые определялись по результатам испытания иироких образцов (23 -160 мм) с двусторонними поверхностными дефектами при соотношении глубины дефектов к толщине l/t-0.ö. При этом, в соответствии с анализом Р. Хилла, напряжения общей текучести превосходят предел текучести при одноосном растяжении в (1 + Л/2) раза, что соответствует оценке напряжений в вершине трещины при плоской деформации. Из полученных данных следует, что возникновение хрупкого разрушения в условиях П.Д. от длинных и глубоких поверхностных дефектов возможно при температурах существенно более высоких, чем при испытаниях

пластин со сквозными дефектами ( рис. 1).

При инициировании разрушения от сквозных дефектов состояние П. Д. сохраняется в основном при температурах нш о (по II. А. На хутову); при инициировании от поверхностных дефектов - в значи тельной части температурного диапазона квазихрупких состояний. Переход от П. Н.С. к П. Д. при понижении температурь' первоначал но реализуется только для определенных соотношений р имеров дефекта к толцине и пирине образца или конструктивного элемента, постепенно охватывая осо более вирокий диапазон этих размеров. В результате в области переходных температур наблюдается неиноариатность значений 6с по отношении к относительным размерам дефекта. Это че исключает, однако, возможности разрушения в условиях плоской деформации при наиболее неблагоприятных геометрических соотношениях дефектов. Для сквозных дефектов в широких пластинах это наблгдастся при длине дефекта 1. сопоставимой с толщиной образца или конструктивного элемента Ь (рис.2); для длинных поверхностных дс Юктов - при отношениях 1/1 - 0.3-0.5. Поскольку такого рода эффекты не поддаются исчерпывающему анализу на стадии проектирования конструкции, при установлении допускаемой вязкости разрушения и расчетах на прочность, необходмо использовать консервативные показатели трещиностойкости, характерные для преобладающих условий плоской деформации. Эти условия определяются следующим соотношением: ц £

ЧГ* ■ —2

с от

где б, - предел текучести материала. Е - модуль, упругости.

Аттестация сварных соединений для некоторых ответственных инженерных сооружений (глубоководные морские стационарные платформы - ГМСП и др.) требует прямого определения характеристик трещиностойкости К1г и б.р. Вместе с тем, применительно ко многим конструкциям стандартные испытания на ударную вязкость сохраняют основное значение благодаря своей простоте и

небольшим размерам образцов. В связи с этим, и работе уделено иного внимания возможности определения характеристик трощпностойкости К(р и 5, г по результатом стандартных механических кспнг.яний.

Обработка литературных данных с учетом требований анализа размерностей (рис. 3) позволила получить следувцио просто зависимости:

"и"* с.

гди к - безразмерной коз5?ициент пропорциональности, &., -ударная вязкость образца Парпи, бт - статический предел текучести при температуре, ссответстоус-сй спроделема а,.

Проверка болео 20 корреляционных заьискмостей, выполненная о последние годи TWI. показала, что формулы (1) м (2) пвляятся маибо-лоо общими и нэ требуют каких-либо ограничений. В отлично от других зависимостей они отвечают требованиям анализа размерностей и. соответственно. инвариантна по отксгеккэ к различии:* система.'! единиц измерений величин, оходгзм о них.

Последующее развитие этого подхода, лглргзлеммоо на повыаенио точности метода, включало, о чгсткостм, спродслонпе коэффициента к на аналитической основе. В об-ей Coptic OH мохот ааписеть от ряда Фаитороо: к - /(г*. б,. бр, п. 0). где: г* - размер структурного элемента, ответственного за инициирование разрушения; бт и б„ -статический предел текучести и временное сопротивление материала при температуре испытания образцов с трещиной и надрезом; п - коэффициент деформационного упрочнения материала; D - коэффициент, равный соотношении удельных работ разрушении образца Шлрпи при статическом и ударном погружении в условиях оялкого разрушения ¡на "верхнем шельфе" трмпературтнмх зависимостей удоямпч работ).

При аналитической оценке связи между услоппнми иниинщрымния

адзкого разрушим о, (д|ся»х) в ввроине трсцияи и надреза образца Парпн при ого статическом нагругенли принято, что продольным состоящем язллется достижение критического уроонл пластической деформации сг на расстоянии г» от оершш обоих рассматрнгаемых концентраторов напряжений, прячем материал упрочняется по степенному закону.; С - 67(е/ет)''. где: с - текущая деформация; ет - деформация на предела текучести.

Использование формул, описыващих распределение напряжений и деформаций внутри пластической зоки перед фронтом трСнИни, а так:.;о соязь кежду разуерон. пластической аону и раскритиеи сереинь: треци-ш, позволяет получить зависимость б1Сва!( от с{ и л:

С другой стороны', для оценки критического угла изгиба образца Шарли и последующего определения удельной работы зарождения вязкой трецкш принято допущение, что средняя деформация сдвига'о пластическом парниро соответстоует углу изгиба, образца. Используя соотно-аенио НсПбера, с соответствии с которым произведение коэффициентоэ концентрации напряжений и деформаций с нелинейной области-равно квадрату коэффициента' концентрации упругих напряжений, можно СПре-

ст 1

делить критический угол изгиба 8С образца Оаргш, достигаемой к |.:о-менту зарождения онзгай трещит, в зазиси;.:ости от с(,'г* и п.

\«-т/ х.эсу

»о

где рэ -радиус надреза в образце Еарпи; г* с учетом особенное- , тей шчкциированнл вязкого раарупсиля . придано усродленноо значс-.

, После определения иоги6;^:;сго момента о запмоижости от бт> 6С и', ' П.- гг0лзг«ется возможность оценить удельную работу зарендения вязкой тро^йш г,® о сопоставлении с &1Ссг!!:

. о

_ m-C)1.25or-21.5ZT t_

Подобий ход рассуждений кспэдьсспги i? при кахсгд;:!-;:п сзплн К5зду 3,саа| н удельно;"! работой распространен:!.! вязко:! тр^.ккч з образце Пгрге? а,р. оянгло с той суг;остзекней что угол fro

изгиба стопится о зазпсигрсть от критачес.чсга.углэ. ргажггня ргг^п-

< - чЬ) ßQ> ** сЩ

Пес« упрощений:

Нгкенец. с пс".сг;ьа пспрг^очкого ког;5иикскта D ccyrtocnrr.orcn непосредственный переход к сэяги кззду 51Ся„ a уд^нсЛ г?п:исстьэ, поскольку криткчссгсзя деформация ct апабо рз-тируо? и л ассрсстъ югрузонкп. Значения D ::огу? бмть спродсдз:^ л::5о сксгорггзнтгльио. я::ба с us с: лирической газнаггсстн ст ссотне^ння б,/б..

Еознеткость использования полученных Сормул a диглискз пера-ходных температур с втекает 1:3 того факта. что удгрнгя зязкссть образцов Пар пи прл;.:о пропорциональна проценту согахна и нзломо, причем i:o3aEiic:::!o от гес^гтрлчзскнх ессбсжсстсЛ среза.

Соответственно, кок при вязком, тгк и при хрупко:! разруцежшк

М -

КОЗффИЦИОНТ

к "0,075-а-—.

1+0,33%

Полученныо расчетный зависимости хорошо согласуются с экспериментальными данной (рис.4).

Такиа образом, разрабогеtunuft подход позволяет н а оси оно иотодоо механики раэруисния с единых позиций решать различные инаснорнао задачи, придавая стандартным механическим испытаниям новые ооздоз-ности. При stou, естественно, необходимо учитывать и обоснованно интерпретнрооать олиямие факторов, представляющих опасность для надежности сварках конструкций.

Еще о 60 - 70-х годах стало очевидно, что трсщшюподобныо до-фокты обычно являются необходимым, но недостаточный условием для инициирования хрупкого разрушения сварных конструкций, изготовленных из низкоуглородистих и низколегированных сталей. Ногатиошо последствия термомеханичиского цикла сварки - локальные изменения свойств металла вследствие его деформационного старения в оераинах дефектов о результате концентрации термопластических и пластических деформаций - являются/ как было установлено в cdoc времл, одной из основных причин хрупких разрушений сварных конструкции.

Бияолены характерные особенности разрушения конструкционных сталей н соарнах соединений низкой и средней прочности, которые класснЗицирогшм Н.А.Иахутовьш как хрупкое, квазихрупкое и вязкое состояния материалов. При этом установлено, что деформационное (динамическое) старение материала может повышать температуру перехода от хрупкого к квазихрупкому механизму инициирования разрушения на 100 °С и болео, d то время как остаточные напряжения проявляют сооа негативное влияние в основном в области хрупких состояний и диапазоне нияних переходных температур. Показана такие возыошюсть частичного восстановления пязкости разрушения динамически состаренного

металла не -.ast.ко при высоком отпуске, но и при механическом снятии остаточных напряжений (за счет устранения "зуба" текучести), что полонию конец длительной диасуссни о причинах катастрофических разрупеииЛ сварных конструкций.

Рассмотрены и экспериментально изучены характерны? условия "сс-лаЗлениг!" сварных соединений □ результате концентрации поперечна'»: елгрочных деформаций и старение металла э зоне греэтноподсЗиых Д5-Í2KTOD типа иепрозара при секционной сваркз, некачественном ремонте дг4'Э1стсз, а таскэ при смесошк: осп стьксогсго пяа. Респрзиззедоаи тсог'.е V.eneo локальные оффеют» терколефор' :ац;:о:шсго характера: сни-::$;uíз мзгястп разрупенил металла корнегых уч?.стксз «ногопрололимх i'.'DCQ вследствие частичного нзле-.енгл зон продольных термопластичес-к:*х д»м»4.м:ишй и угловых персмэг.е:;;:;"; сзгрпзас.:.:!« элементов.

Под руководстгсм чхен-корр. HAH Укр?:!тш В.Л.Труфякооа устааоз-лгно что не только ямпппсскоз старение, ira » другку ого фори (естественное, кс!сусств'3:п:сэ) при значительных концентрациях плас-TiJ4GCic::i п цпклкчсас« дс.;ср:.:.-чс:;"1 могут представлять су^сстсеннуя опасность для конструкций с плохо контролеруемыми условиями í/оитачн ¡1 эксплуатации (перегрузи,'! элементов, вмятины, rpeinviu узлстксгсЯ усталости).

Предложены и регламентировали способы определения характеристик íc:t вязкости разрупеннл ôç, основанные на примем воспроизведении ло-nc.p?r>zo:'i:fi материала з относительно небольших стандарт них сбразпг;:, ¿урезаемых из сварных соединений с дефектами, в тем числа, пгшесошам! до сварки.

Вояеа сбглэ подходы, позволяющее использовать при оценке треяи-иостойкости элементов конструкции результаты стандартных механических испытаний металла, опираются на представление о том, что охруп-чивание материала в результате деформационного старенил модно интерпретировать как изменение условий перехода от плоской деформации к плоскому напряженному состоянию за счет локального повышения предела текучести материала в вершине трещины. Как показали системати-

ческие исследования, изменение направления и величины предварительной деформации, а также условий старения слабо влияет на значения К1С. но существенно изменяет величины Кс- Таким образом, о инженерной практике деформационные повревдения материала могут быть учтены путем ужесточения - в соответствии в возможными изменениями предела текучести - условий перехода от П. Д. к Л.Н.С. При этой толщины конструктивных элементов, для которых могут быть реализованы условия плоской деформации при инициировании разрушения и, соответственно. оправдано применение при расчетах характеристик 6;,> и К;£.. существенно уменьшаются.

Такой подход позволяет, в частности, оценить целесообразность высокого отпуска после сварки толстостенных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей в зависимости от тещины металла и его механических свойств.

Оценка трециностойкости сварных соединений с учетом деформационного старения тесно связана с расчетном анализом слияния на прочность остаточных сварочных напряаений, которым занимались многие исследователи. Наиболее детально этот аспект рассмотрен в докторской диссертации В. Н.Кирьяна применительно к преобладающим условиям ПНС на основе 6В-модели В.В.Панасюка. Расчетные зависимости существенно упрощены ь целях последующего анализа и инженерной интерпретации.

Полученные зависимости позволяет, в частности, значительно упростить испытания крупномасштабных сварных пластин типа пластин Уэллса-Кихары, заменив их испытаниями небольиих образцов я оценивая влияние остаточных напряжений на прочность расчетным путем. В конечном счете зависимости использованы при установлении запасов вязкости разрушения конструкционны.; материалов, необходимых для компенсации негативного влияния на прочность остаточных напряаений.

Последствия термомеханического цикла сварки - не единственная причина снижения надежности сварных конструкций. Пристальное внйна-

ние в этом огноаенин обращено на анизотропно служебных свойств стального проката. Причины образования слоистых трещин в процессе сварки рассматривались многочисленными исследоси:елями, Резким контрастом по отноаению к этой обширной библиографии является почти полное отсутствие внимания к возможному влияния анизотропии механических свойств проката ».а эксплуатационную прочность и долговечность сварных конструкций.

Рассмотрены некоторые разрушения конструкций, не получающие исчерпывающего объяснения (газопроводы, резервуары, мосты). Показано, что слоистое растрескивание в процессе сварки является частным проявлением текстуры проката, которая в ряде случаев является основной причиной образования в конструкциях слоисто-вязких, слоисто-хрупки* и слоисто-усталостных трещин в условиях монтажа и эксплуатации.

Рассмотрены проявления анизотропии характеристик сопротивления разрупению, а такке фрактографические закономерности слоисто-вязких и слоисто-хрупких разрушений в связи с особенностями структурной и кристаллографической текстуры проката. Показано, что о горячосатан-ных конструкционных сталях со слабо выраженной кристаллографической текстурой и значительны!,1 содержанием текстурированных неметаллических включений анизотропия характеристик вязкости разруиения в основном проявляется в диапазона температур, где реализуются вязкие и слоисто-вязкие разрушения (на верхнем вельфе). Анизотропия переходных температур в таких случаях вырааена слабо. В отличие от этого у конструкционных сталей с пониженным содоржаы.см кометалличесиих включений и ярко выраженной кристаллографической токотурой анизотропия характеристик вязкости разрушения проявляется, г пивным образом. при понияенных температурах, выражаясь в аничогропии переходных температур и снижении сопротивления слоисто-хрупким разрушениям.

Показано, что для оценки сопротивлении металл проката слоисто аноним и слоисто хрупким разрушениям в уолоиинх плоского дефоо

мировакного состояния могут использоваться критерии !.:• чашш: разрушения, определенные на основе результата» стандарта.;; мехаяичесгак испытаний. В частности, приближенное выражение критического угла раскрытия трещины при стабильном росте слоисто-вязкого разрусения позволяет отразить снижение трещиностойкости материала при возрас-Т£1ши предела текучести и уменызешш коэффициента деформационного упрочнения.

Пэдчермааогся, что негативное влияние анизотрошш механических свойств п характеристик трещиностойкости стального проката на прочность сварных соединении не мохет бить устранено, как это предлагается путем снижения расчетного сопротивления при нагрукении в направлении толщ:шн листа. Надежность сварных копструюцш необходимо обеспечивать путем установления надле;-;.ащих запасов пластичности I! вязкости разрушения металлопроката при нагрукении в направлении толщины листа.

А У; >'<

На базе полученных результатов рассмотрены пути обосновавания требований к ударной вязкости металла сварных соединении и характерные методы расчета элементов конструкций на прочность с учетом сопротивления различных видам разрушения. В первую очередь рассматриваются общие положения, принципы и ограничения. Развиваемые подходи распространяются на узлы н элементы конструкций со стыковыми, крестообразными и Т-образки;,<и соединениями, выполненными с полны:.! проплавлечием.

Оценены толщины элементов t, для которых целесообразно использовать расчетные подходи, опирающиеся на характеристики вязкости разрушения материалов при плоском деформированном состоянии.

С учетом размеров и Форш расчетных дефектов, а также особенностей напряженно-деформированного состояния сварных соединений и узлов на основе известных и разработанных расчетных методов устанавливаются допускаемые величины и соответствующие значения ударной вязкости [ауЭ.

Обоснованы некоторое пелогения расчета из прочность на оснспэ критериез О!с и а,, шелзчая: экспериментальное сёсснсооинс кетода поправочных Оу^щкЯ; подтверждение пригодности длл расчета 5„-!.:оде-ли при отклонениях пластической сснм-от рг-.счстксн и учет де-

(¡■.ермациоикего упрочнения материала: созсрпеистсооснло расчет! юЛ о-прсс-!(т:-:оГ| кривой применительно к услсзи.'тм плоского де^срснрспан-КОГО СОСТСПНИЯ.

Получение в р^.:ка:: 5„-юлела точ::'.:;< и прг.б;*;::::~нн:.:;; злзкаййсгса для различные практически важух случаев встречает большие трудности. Сдолглт:;'! краткий обзор пехггьлазг, что гмек^иссл рс^еиггя, естественно. не облздгзот те:.: разнообразием и полнотой, которое ссойс-тсеккы козсфщигитаа заггеисивнссти капряяёниЯ. к необходим длл оце.чни различи;-к пр^<тичсс:«!?, снтусций. С от:::.!, з частности. сояза-но лолпленпо нитерпалгщкошух лоу;:ларг::е?р!|'!ес:;и.\' критериев. Преодоление этих трудностей !.:о:"от бить оснозано и на псоден:::» пеправеч-ных Функций о широко известное розеине, полученное В. В. Панас:;ксц а райкам 5К-«одели длл сквогноЛ трегнни а бсскснсчнсй пластине. При эточ характерный с'Фсктибнь'й размер дефекта корректируется с г:о-мог;ъа попразочны:; функции У, нспользуе:чгх при корректировке ксо'!-?!;-циентов предел текучести принимается ргзк::м продолу ебцей текучести, который определяется с учетом ослабления сечсния дефекте:,! и стеспеннл пластических деформация.

Сопоставление такого подхода с резеииями, получении.«! в рамках 5к-1.:одел11. и аирокая экспер! ¡ментальная проверка показали его приемлемость для шгенерних целей применительно к преобладании условиям плоассго !-:алрлзекного состояния.

Выполненные эксперименты подтвердили таюге пригодность о,-модели для оценки раскрытия трещины при отклонениях формы пластической зоны от расчетной (клиновидной) для материалов с площадкой текучести, поскольку в этом случае область деформационного упрочнения занимает небольшую часть по отнопенио к общей длине пластической зо-

ни. При отсутствии у металла площадки текучести влияние деформационного упрочнения иоает быть учтено путем замена предела текучести бт ого эффективным значением бт(п), которое является усредненным -по длине пластической зоны - значением напряжений текучести:

°ГМ'

где Я - длина пластической зоны; п - коэффициент деформационного упрочнения; г - расстояние от вершины трещины.

При наличии площадки текучести: _ ег

°Г(а) *= О (1+П £ )

где - деформация на пределе текучерти; Ь - деформация на площадке текучести.

Исходя из полученных результатов, рассмотрены особенности раскрытия вершины дефекта при плоском деформированном состоянии о связи с несоответствием условиям П.Д. "6-проектных кривых", разработанных различными авторами. Для инженерных целей "проектную 6-кривую" целесообразно выразить в следующей форме:

* __ _

где С • 1 при плоском напряженном состоянии; ~ 2 при плоской деформации; 1 - длина сквозного дефекта. У - поправка к коэффициентам интенсивности напряжений, учитывающая относительные размеры и форму расчетного дефекта; бт- предел текучести или общей текучести расчетной зона;' бис- номинальные напряжения и деформации в зоне дефекта. Приведенные зависимости имеют следующие позитивные особеннг.ги. Во-первых, при низких уровнях напряжений в условиях П Д. величина раскрытие трещины стремится к выражению:

Это обеспечивает необходимуо связь мекду характеристиками би.К,с и а,. Во-вторых, многообразие расчетных форм дефектов ограничивается крайними случаями - наличием дискообразной и сквозной трещины с прямолинейным фронтом. При дискообразном дефекте расчетная зависимость пслностьо соответствует регению, полученному о рамках 3„-модели; в случае сквозной трещины она таг.же обеспечивает характерные результаты.

Наконец, предлагаемой зависимости при необходимости легко придать форму двухпараметрического критерия.

Формулы конкретизированы применительно к растягиваемым пластинам конечной иирины и цилиндрическим сосудам с дефектен различных размеров и формы и экспериментально проверены в преобладающих условиях П. Н. С. и П. Д.

Использование полученных результатов исследовании иллюстрируется при решении ряда характерных инженерных задач. Сварные конструкции. подвергаемые поело сварки термической обработке с цель» снятия напряаений и восстановления вязкости разруиения металла в зонах деформационного старения, является в этом отношении наиболее простым объектом, позволяющим использовать методы линейной механики разрушения. Так. в связи с расширением диапазона эксплуатационных температур (до -50 °С) оценены допускаемые значения [К1С] и [а4] металла монолитных сварных соединений толстостенных многослойных сосудоз, выполненных с использованием различных технологий: проволоки марск Св-08Г2С, Св-ЮГСМТ, Св-10Г2. Са-08ГСНТ и флюс АИ-43, а такае 10ХГСН2МТ и флюс АП-17И. Показано, что приемлемые минимальные характеристики трещиностойкости при -50 °С обеспечивают проЕолоки: Св-08Г2С [а,] - 14 Ди/см2 и Св-ЮХГШМТ [а,] - 14 Дж/см".

Эта задача характерна для тех случаев, когда напряженно-деформированное состояние сварных соединений и узлов не может быть существенно изменено в результате перемены конструктивных реиений.

' гъо.

Если положение обстоит иначе, решение целесообразно осуществлять с фор|;з прооерочнл: расчетов наиболее нагруженных узловых соединений на прочность с учетом сопротивления различным вид.ш разрушения. Характерна примером о этом отношении могут служить трубчатые соединения ГМСП. Значительная толщина ссчсний (60 -' 100 мм), повышенная вероятность образования технологических дефектов, передача усилий в направлении толщины эломентоз и высокие коэффициенты концентрации напряжений предопределяет опасность хрупких и слоисто-хрупких разрушении.

Несмотря на то, что узлозце соединения ГМСП подвергается высокому отпуску после сварки, применение методов линейной механики разрушения ограничено пос^еин^ми значениями коэффициентов концентрации напряжений. Это юг:ст приводить к развитию упруго-пластичес-ки:: деформаций, отхватываищих зоны сварных соединений, значительно пресосходяцис- по размерам технологические дефекты, по отношения к ICOTOP^U эти деформации могут рассматриваться как номинальные.

Обобщена и проанализированы данное о коэффициентах концентраци;: напряжений в узла:; различной конструкции. Величины расчетных дефор-цгций пршпмззтея разными эквивалентной упругой деформации (б,.ах/Б), как это принято в кормах атсшой энергетики. Они используются для оценки деформационной особенности и. в конечном счете, предельного состояния расчетных son узловых соединений, с использованием "8-прогнтной кривой", критериев [61П], [а;]. Допускаемые ашчеши [а,] даае при рациональных конструктивных формах узловых создингжй обичко достигает 40 fc/cu2.

Eiaofl из зтих результатов, согласующийся с зарубежными тенден-ц:шд« EtiSopa сталей для ГМСП. зашшчается о том. что для обеспечения надежности зтих ответственных сооружений вязкость разрушения ' конструкционных материалов должна быть значительно более высокой, чел это предусматривается отечественными нормами при создании строительных конструкций.

Разработанный метод расчета позполяот на стадии проектирования выдвинуть оптимальные требования к конструктивным репемиям. вязкости разрувения сталей и сварочным технологиям. Основные полоаенил такого подхода напли отраженно о нормах расчета ГМСП ВСН-41-88.

В заключительном разделе работы рассматриваются методу устаноз-ления допускаемых значений ударной вязкости сварных соединения, |;э подвергшихся термической обработке поело сварки, с учотои агснпш деформационных повреждений материала и продольных остаточных напрл-сеннй. Полученные зависимости призедему к Сор^э "б-проектиой" кривой, содераа^ей поправку, уч<гшзазцуо отнесение длина дефекта и расчетной сирине зоны растяп ¡ваг.-!« остаточных нгпрлзеннй.

Показано, что допускаемо аначения ударной вязкости могут I"наняться о вироких пределах (от 7 до'62 Дз/си2) в зависимости от сирина зоны остаточных напряжений » предела текучести металла.

Таким образом, разработанный подход позволяет с одигелс резать различимо задачи, расширяя области применения механики раз-

РУЕСНИЯ,

О Б а И С ВЫВОДЫ:

1. Результата работы с:игзчгггг выяснение основных причин катаст-рс^нческих раэрупеннй сварках конструкций, их учет при выборе конструкционных цатериалоз н конструктивно-технологических ресений на основе раенкрения областей применения нелинейной механики разрувения.

2. Исследованы и регламентированы особенности экспериментального определения деформационной характеристики вязкости разруиения йс с учетом механической неоднородности и остаточной напряженности сварных соединений, которые изменяют полоаеиио центра вращения при испытании, что требует нзиерения перемещений о двух точках образца с выделением упругих составлявших.

3. G целю определения критерия ?рсдкностой:состн üic и обоснования рациональных областей его практического использооания исследованы условия перехода при разрус:ен»П1 от преобладавших условий плоского нслрг^скного состояния к плоской: деформации.

Показана, что с noMiícoiíiíGií те.\з!Сратуры плоская деформация первоначально реализуется только при определениях геометрических соотношения;; дефекта, сирши и толцшы образца ил;; конструктивного элемента, постепенно охватызая псе более cuposn;,": диапазон pas:,!opoD,

Для с:споена; дг^гстоз в пироких пл^епшах это наблэдается при длине доСектос, сопостсзимих с толцаноа образца; для длинных поверхностных дс£.ектоз - при отно~о;ткх глубина дефекта к толокно равных 0,3 - 0,5. Получо.\н*:з условия перехода ллляэтея менее есст-wíúh. чем при определен»: х&р&ягеркстк-з! К1С.

¿. На теоретической и схсперименгалькоЛ основе получены расчетной г;азш1,\;зстн. которые д;-зт bos.\;o:í¡octi> определять критерии тре-циностоЛкости металла KiC. ¿¡с по результата;,! стандартных механических испыгьнпй материала на растяжение и ударный изгиб образцов Capnj, Evo позволяет придать стандартна ызх&гшескиы испытаниям ÜOEUO гоицог-носп:, перейдя от услознсго нормирования мех&шеских свойств ц когсгчсстсгнно'Д оценке сопротивления ссаргся соединений ьядам pasp'/ce;uta в услсзках статического нагру^екш с ис-пользеп^и;^ paG40THLX котодоз иохкзсси разрусегп«.

5. Усясшз&зйэ, что «хглькоо охрупчетггш коиструкцкогсйк иа-териалзг и pswy&>sú*o ^чаггреди! тер.'йягпгспгчгсхнх (сварочных) и пласт51Чо;;аи-: (здешгу&тагдзкгт) дй£.орнгцпй с вершинах тре^кноподоб-ных дс^глтоз гзлястся одной из oä-mshux icaracTpoiiweaaix

xpyrccu: р:.зрус:свдЧ еззраих шструкфй. Исследоззш рзаличгсхз усло-еия охрупч!пгз:-:;:л. обусловленные концентрацией продольных, попереч-шх и с2с,р0ч:щ дсуори^ц'.ей, Показана, что локальное охруп-

чиво;П;2 кснструюразнныл цатерналоз вследствие повышения предела те-кучеста при д;;не:.шескои. шсусстзенне:.: iura есстесгвенком де$орма-

цпогаоа crape»«« mter £.чть штерпротиссвано. как мзменснмо услсзнд перехода от П. Д. :с Л Л!. С. ото позволяет использовать стандартные-механические характеристики неповрежденного материала для кнпенер-коЯ оценки характеристик инициирования хрупкого разрушения, з том числе, с учетом влияния остаточной напряженности.

Ô. Устгмовлено, что анизотропия сталь!!0Г0 проката, обусловленная его структурной или крксталлограСнческсЛ текстурой, попотел одной из основных причин слоисто-хрупких и сдспсто-впзкнх разрусо-ннй сварных конструкций, но получающих печорпызав^ого объяснения а рр.'.иах суг,естзут>п;их представлений, что требует введения дополнительных требований к сдаточнмм характеристикам »¡стгллопро.'сдта.

7. Писазано, что о горячекатаных конструкцкогаш сталнх со слабо вмрашшой кристаллографической текстурой и гкачгггольнмм содержанием тскстурировгнных неметаллнчзскнх пклзчений гннзотрелмл характеристик вязкости разрушения a ochosîîim проявляется о диапазона тешератур, где реализуются вязкие и слоисто-вязкко рмрупенил (на "верхнем пельОо"). Анизотропия переходных температур о таких случаях выражена слабо. В отличие от этого у кенструкциотш сталей о ■ лсюсеншм солзраанием нсмоталлнчеаш оклзчоккй и гр.мо г."?йгсинсЯ кристатлсграфической текстурой анизотропия кгрглстср:гст;-л< ся.'кссти рагрупгния проявляется, главкам образом, при температу-

рах', выразаясь о акиготрешм переходных температур и сиггашн соп-ротквленш слоксто-хругаса» разрупенклм.

0. Разработаны основнмо полс~ейия расчета csapir.« соединений и узлов на трс-п'лостсР.;'.ссть на основа кртериоз П1С н а,, вклзчал: вислеркментальноз обоснованна нзтода nonparс-п к: Суг'сцнй; исследование пригодности для расчетов -модели при отакиапш .Copia пласт!пгосей сони от расчзтнсй н учет лзгернзцгдая-гог»} упрс»п:гиия материала; соворгенстасзсшэ ргсчсиюй 3-прсаяяс.1 кргггой прш-с-ии-то/;.', но it услсзклм П. Д,

0.' Mima дспускааадс. скзчеккЯ укгриса ягсности £ау 3 ляп хграч-

тсрнхя «инструктивно-технологических реиений показывает. что су-цсотвукцие норки d ряде случасо не полностью обеспечивает надеа-ность сварных соединений и нуждаются о соответствующей корректировке.

Полученные результаты позволяет повысить надесность конструкция путей установления соответствия мевду конструктивно-технологи-чсоагз! регентши, возыогностями нераэруиаяцего контроля и вяэ-ммтьэ разрувения материалов и сваршх соединений.

OCHOSHiiO положения диссертации опубликованы о следующих работах:

1. Гиренко B.C. Некоторые подходу к оценке статической трсаи-ностойкостн металлических материалов и сварных соединений //Автомат, сварка. - 1995. - И 9. - С. 7Î-77.

2. Гиренко B.C. Слоистое разруысние сварных конструкций //Свар-HUQ строительные конструкции. Т. 1.- Киев: Нак. думка. 1993. -С. 313 - 314.

3. Гкрекко B.C. Определение критических размеров дефектов свар-»ш соединений на остюве -иэдели //Сб. трудов ыоядународ-кого семинара "Механика разрупения и ее применение". - Братислава. ЧССР. 1978. - С. 1-22.

4. Гиренко B.C. Определение вязкости разрушения сварных соединений по критерия fie// СО. "Хяадостойкость соарпих соединений". -Изд. Якутского Силнала СО АН СССР. 1978г.- С. 9-15.

5. Гиренко B.C. О влиянии деформационного старегия стали на статическуо прочность сарных соединений // Материала 2-й конференции по сварке в строительстве. - Москва.-

1966г.-С. 34-37.

6. Гиренко B.C. Анализ влияния дефектов на сопротивление сварных соединений инициированию хрупкого разр^оний на основе 5. -модели //Сб. Выбор и обоснование методов и норм контроля качества сварных соединений. - Ленинград.- 197Сг. - С. 43-47.

7. Гиренко B.C., Дядин В.П. Зависимости между ударной вязкостью и критериями механики разрушения конструкционных сталей и их сварных соединений // Автомат, сварка. - 1985 г. - IJ 9. -С. 13-20.

8. Гиренко B.C.. Бернацкий A.B.. Рабкина М.Д. Слоистое, слоисто-хрупкое и слоисто-вязкое разруаение саагных соединений

//Проблемы прочности.-1987 г.- N 3. - С.70-76.

9. Гиренко B.C.. Дядин В.П. Зависимости между ударной вязкость» и критериями механики разрушения конструкционных сталей и их сварных соединений // Автомат, евгфка. - 1036 г. - И 10.-С. 61-62.

10.06 одной из причин возникновения трещин в пролетных строениях сварных мостов / B.C. Гиренко. В. И. Новиков. М.Д. Рабкина и др.//Сб. ВНИИЖТ "Эксплуатационная надежность искусстенных сооружений. - Москва: Транспорт.- 1989 г. - С. 96-101.

И.Гиренко B.C., Козачек В.И., Бернацкий A.B. Об унификации ые---тода' механических испытаний металлопроката в направлении толщины листа // Заводская лаборатория. - 1988 г. - N И. -С. 74-79.

12.Гиренко B.C., Бернацкий A.B., Козачек 3.М. Хрупкое разрушение стали с развитой кристаллографической текстурой // Ато-мат. сварка. - 1991г. - Ml. - С. 6-9.

13.Гиренко B.C., Рабкина М.Д. 0 слоисто-вязкой и слоисто-хрупком разрушениях соарных соединений конструкционных сталей // Сб. "Сварные конструкции". - Киев: Международная конференция. - 1990 г.' - С. 160-162.

14.Гиренко B.C.. Дядин В.П. Корреляция характеристик трещинос-тойкости материалоо и сварных соединений с результатами стандартных механических испытаний // Автомат, сварка.- 1990 г. - N 6. - С. 1-4.

15. Гиренко B.C.. Николаенко Л. А.. Баско Е.М. Инженерный расчет на статическую прочность узловых трубчатых соединений с учетом сопротивления хрупкому разрушению // Автомат, сварка. -1991 г. - N 2. - С. 34-38.

16.Влияние предварительного подогрева и местного высокого отпуска на вязкость разрушения сварных соединений стали 09Г2С /В.С.Гиренко, Н.Д.Рабкина, В.Н.Горпенхж и др.// Автомат, сварка.- 1391.- N 8. - С. 17 -21.

17.Влияние кристаллографической текстуры на склонность к слоистому разрупению низколегированных малоперлитных сталей / В.В.Усов, H.H. Шкатуляк, B.C.Гиренко и др.// Металлы. Известия АН СССР. - 1990. - N 1. - С. 120-125.

18.Гиренко B.C.. Козачек В.U.. Бернацкий A.B. Статическая прочность крестообразных сварных соединений при низких температурах // Азтомат. сварка. - 1990 г. - N 2. - С. 28-32.

19. Особенности текстуры и анизотропия механических свойств конструкционных сталей / Ю. А. Перловнч. В. П. Павелко, D. С. Гиренко и др. // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. -1990 г. - N 1.- С. 50-58.

20. Влияние кристаллографической текстуры на анизотропии характеристик разрусения низколегированной стали контролируемой прокатки/ В.В.Усов. B.C.Гиренко, Н.Д.Рабкина и др.// ФХММ. -1993 г. - N 2. - С. 47-52.

21.Новиков В.И.. Гиренко B.C., Бернацкий A.B. Анизотропия свойств металлопроката и работоспособность сварных конструкций // Автомат, сварка. - 1985 г. - N 12. - С.13-19.

22.Обоснование допустимой величины ударной вязкости кольцевых

пвов многослойных сосудов / D. С. Гиренко. В. П. Лядин. Б. Г. Зи-сельман и др. //Автомат, сварка. - 1986'г. - N 0. - С. 12-17.

23. йемчугников Г. В.. Гиренко B.C. Деформационное старением хрупкое разруаение металла // Автомат, сварка. - 1S64 г. - И 10.- С. 8-13.

24.Влияние концентратора напряжении на прочность стали после предварительной пластической деформации и старения/ Г. В.2ем-чукников. В.С.Гиренко, Н.Л.Карета и др.// Автомат, сварка. -1966 г. -HI.- С. 31-39.

25.Жемчуяников Г.В.. Гиренко В. С. Некоторые закономерности хрупкого разрушения //Автоиат. сварка. - 1067 г. -Hi. -С. 6-10.

26.Карета Н.Л.. Гиренко B.C., Козачек В.М. Пластическая деформация малоуглеродистой стали при хрупком разрупсннн // Автомат. сварка. - 1967 г. - N 6.- С. 43-46.

27.Гкрекко B.C.. Котенко Э.В. Влияние остаточных напряжений и де?оризционного старения на сопротивляемость стали образование хруп;сих трещин // Автомат, сварка. - 1363 г. - II 2. -С. 31-37.

28.::ioo Г.В, Котенко Э.В.. Гиренко B.C. Влияние непрова-ров на статическую прочность стыковых соединений при низких температурах // Автомат, сварка. - 1968 г. - N 3. - С. 29-33.

29.Тру£яков В.И.. Гиренко B.C., Дейнега В.А. Хрупкие разрушения сзгрйых соединений в процессе циклического нагруаения // Автомат. сварка. - 1969 г. - N 9. - С. 30-31.

ЗС.Ееычуиников Г.В., Котенко Э.В.. Гиренко B.C. Статическая прочность стыковых соединений с технологическими дефектами // Автомат, сварка. - 1970 г. - N 8.- С. 23-26.

31.1смчугников Г.В.. Гиренко B.C., Котенко Э.В. Влияние технологических дефектов на статическую прочность сварных соединений, работающих при низких температурах // Сб. "Строитель-

ство на вечномерзлых грунтах". - Красноярск.- 1970.-С. 16-25.

32.Гирснко B.C.. Дейнега В.А.. Хололссв A.M. Изменение вязкости разруиения конструкционных сталей под влиянием циклического нагруиения // Проблемы прочности. - 1971 г. - N 11.- С. 16-22.

33.Гиренко B.C., Дейнега В.А. Повьшение сопротивляемости сталей хрупкому разрушению при предварительно».: нагружении // Проблемы прочности. - 1971 г. - N 12. - С. 60-64.

34. Новая полуспокойная сталь для толстых профилей проката взамен спокойной стали /А.Е.Шнееров. В.И.Труфяков, Г. В.Жемчук-ников, В.С.Гиренко и др.// Бюллетень Министерства черной металлургии СССР. - 1967 г. - N 19.- С. 10-20.

35.Влияние элсктрошлакового переплава на механические свойства и коррозионную стойкость толстолистовой стали 16ГНМА /Б.Е.Патон, Б.И.Медовар. А.М.Макара и др.//Спецэлектрометаллургия. - 1971 г. - N 10. - С. 3-16.

36.Гиренко В.С.. Котенко Э. В. О критериях сопротивляемости конструкционных сталей начальной стадии хрупкого разруиения // Сб. "Легирование и хрупкость стали". - Кн:в. - 1971г. 'С. 37-42.

37.Кирьян В.И.. Гиренко B.C. Развитие деформаций в окрестности дефекта и вязкость разруиения конструкционных сталей // Сб.и Сопротивляемость сварных конструкций хрупким разрушениям". -Ленинград. - 1971 г. С. 18 - 25.

38.Гиренко В.С.. Кирьян В.И.. Дейнега В.А. Об оценке вязкости конструкционных сталей на основе критериев механики разрушения // Проблемы прочности. - 1972 г. - N 10. - С.19-25.

39.Гиренко В.С.. Касаткин С.Б. Развитие пластических деформаций в окрестности, трециноподобных дефектов в связи с влиянием остаточных напряжений // Проблемы прочности. - 1977 г. - N 7. - С. - 82 -87.

40.Кирьян С.M., Гиренко B.C. Оценка сопротивления саарнык соединений хрупким разрушениям на основе 5„ -модели // Автомат, сварка. - 1975 г. - N 1. - С. 64 - 65.

41. Критическое раскрытие трецины при коазихрупксм и хрупком разрушении / С. Б. Серенсен, B.C. Гиренко. Ь. А.Дойнега м др.// Автомат, сварка. - 1975 г. - N 2. - С.i-ô.

42.Буйна Б. В.. Гиреько B.C.. Яськевич т.р. об определении критического раскрытия трещин // Проблемы прочности. - 1975 г. -U3. - С. 79 -80.

'.3. Труфяков Е. И.. Гиренко B.C., Кирьян В. И. Механические закономерности возникновения хрупкого разрушения в зоне сварных ивов // Сб. "Прочость материалов и конструкций". -Киев: Наукооа думка - 1975 г. - С. 363 - 371.

4*. Гиренко B.C., Кирьян В. И. Анализ влияния сстг,точных напряжений на прочность сварных соединении // Автомат, сварка. 1975 г. - N 12. - С. 1 - 5.

4о.Гиренко B.C.. Касаткин С. Б. Пластические деформации в вершине трециноподэбного дефекта // Автомат, сварка. - 1976 г. -И 8. - С. 72-73.

46.Кирьян В.И.. Гиренко В.С. Анализ влияния остаточных напряжений на возникновение хрупкого разрушеьия в рашах ô,-модели // Прикладная механика. - 1976 г. - N 9. - С. S8-103.

47.Труфяков В.И., Гиренко B.C.. Давыденко В.Ф. Оценка надежности сварных соединений с учетом свЬйств материала, особенностей технологии сварки и методов контроля // Сб. "Выбор и обоснование методов и нор« контроля качества сварных соединений". - Ленинград. - 1976 г. - С. 69-73.

48.Гиренко B.C. Определние критических размеров дефектов на основе 5, - модели // Информационные материалы Координационного центра СЭВ. - Киев. - 1976 г. - С. 62-72.

49. Испытания сосудоэ. выполненных электроялаковой сваркой без

нормализации, с использованием методоо механики разрушения /С.З.Егорова. В.С.Гиренко, Ю.А.Стеренбоген и др. // Автомат, сварка. - 1981 г. - N 8. - С. 35-40.

50. Прочность сварных соединений / А. Е. Аснис, В. А. Винокуров,

B. С. Гиренко и др. // Сварка в СССР. - Изд. "Наука". - 1981г. - С. 120-145.

51.Гиренко B.C. Сварные конструкции 1-я часть //Киев: Наукова душа. - 1984 г. - С. 1-52.

52. Расчеты и испытания на прочность. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом наг-ружении /Н. А.Махутов, В. В. Панасюк. Е.М. Морозов и др. // ГОСТ 25.506-85. - С. 1 - 61.

53.Гиренко В.С.. Дядин В. П. Обоснование требований к ударной вязкости кольцевых свов многомлойных сосудов // Тезисы НТК "Методы и пути повышения трещиностойкости и надежности труб, трубопроводов и сосудов давления. - Челябинск. - 1985 г. -

C. 8.

54.Гиренко B.C.. Бернацкий А.В. Слоисто-вязкое и слсисто-хруп-кое разрушения, как возмоиные причины снижсни надежности трубчатых конструкций // Там же. - С. 50-51.

55.Гиренко B.C. Проектирование ледостойких стационарных платформ // ВСН-41-88. - Москва: Миннефтепром. - 1988г.- раздел 4.- С. 72.

56.Винокуров В.А.. Гиренко В.С. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик вязкости разрушения (трещиностойкости) сварных соединений при статическом нагружении // МР-170-85.- Госстандарт. - ВНИИНМАШ. - Москва. - 1985 г. - С. 1-52.

57. Zherachuzhnlkov G.V.. Glrenko V.S. Strain aging and brittle fracture / Weld. Res. Abroad. - 1965. - Nov. - P.6-12.

58.The effect of notches, strain aging and residual stresses on

the resistance of steel to brittle fractures under static loading /S. V. Serensen. V.S. Glrenko, V. A. Vlnokurov a. a.// IIW-X-428.-1967.- P.1-38.

59. Shentschushnikow G. W.. Kotenko E. W.. Glrenko V.S. Statish Festigkelt von Stumpfnahten belm Auftreten technologisc'ner Fehler // Schwelbtechnik. - 1969. - 19. - Heft 11.- p. 517-520.

60.Evaluation of Weld Metal Resistance Against Brittle Fracture In Connection with Technological Defects /Serensen S.. Glrenko V., Kotenko Б. a. a. //Doc. X - 539-69. - P. 1-20. -

. Kyoto Colloquium.

61.Brittle fracture of steel with a developed crystallograflc texture /Glrenko V.S.. Rabklna H.D., Usov V.V. a.a.// Eighth International conference on fracture. P.2.- Kiev.- 1993.-P. 556-557.

62.Glrenko V.S.. Dyadin V.P.Relationships between the . impact strength and fracture nechanlcs criteria 3:c and KIC of structural steels and their «elded Joints // Там ке - P.564 Collection of Abstracts. .

Зашэашость характеристик 5С и 51С от тошюратури ( испытаний на растяхсание ).

6с. ¿,0. ни

-120 -100 -00 -00 ■ 40 -20

Зависимость §с и §,с от относительных размеров дефекта.

Рис. 2.

Зависимость Кдс от величины ударной вязкости.

К, с, MHoVü

300 2Ь0 700 150 100 60

.... Р

• —о-1- о » с .......

о , • i JSW—— —> « о *~40

• 0 «.-о о: -

• V

.. • .-.'Л • --- ---- ------ ____

У г *

20 40 50 00 100 120 140 160 ШО

■V Дж/ем'.

Рис. 3.

Зависимость iC,c от стандартных механических характеристик высокопробной. Ni-Cr-Mo-V стали.

Я

С 2450

5

M 2275

К

VD 1925

100 Î00 300 40 Э 500 ООО

Тотлучп» РС

3 X

л CI

13

a s

О С

4 а г га

58

350 260

170

I

, i /*

/

/

* сз- 1

л

■ ■ f

5 хЬ J г

100 200 зоо 400 500 600 Тптпусга PC

1 - знамения К,с пычисасниыо по стоняар.ннм кохяничоским хараетаристмкам.

Рис. Я.