автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Разработка метода оценки сопротивления материалов и сварных соединений стабильному росту трещин в условиях статического нагружения

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

рго од

7 и л-ц .

ДЯДИН Виталий Петрович

УДК 621.791.052:620.17:539 3,4.

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СТАБИЛЬНОМУ РОСТУ ТРЕЩИН В УСЛОВИЯХ СТАТИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ

05.03.06 — Сварка и родственные технологии

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев -1998

Диссертация есть рукопись

Работа выполнена % Институте элеггросварки им. Е О. Патона HAH Украины

Научный руководитель: доктор технических наук Гнренко Вадим Сергеевич, Институт электросварки им. Е, О. Патока HAH Укромны, старший научный сочрудннк

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Кирьян Валерий Иванович, Институт электросварки им. Е. О. Патова HAH Украины, ведущий научный сотрудник

доктор технических наук, профессор, Назарете Владимир Михайлович, Институт механики HAH Украины, ведущий научный сотрудник.

Веду шал организация: Институт проблем прочности HAH Украины, г. Киев.

Зашита состоится «¿>r*m ttTStyfi 1998 г. в /¿-Wob на заседании специализированного совета Д 26.182.01 яри Институте электросварки км. Е. О. Патана HAH Украины по адресу: 252650 Киев 5, уд. Боженко, 11.

С диссертацией можно ознакомиться а научно-технической библиотеке Института электросварки им. Е. О. Патока.

Автореферат разослан OK'&S 1998г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук

КИРЕЕВ

t

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ______________

Актуальность проблемы. Подходы и методы механики разрушения к настоящему времени получили широкое теоретическое и экспериментальное развитие, преэде всего, на стадии страгиваиия трещины. Значительно d меньшей степени изучена стадия стабильного роста трещины, завершающаяся ее неустойчивым развитием. Такой вид разрушения характерен . для высокопрочны*, а также некоторых других конструкционных мате* риалов в зонах развитых пластических деформаций.

Критерии стабильного и последующего нестабильного развития разрушения пока не получили должного развития, хотя в США, Японии и других странах в этом направлении ведутся интенсивные исследования. Их значение предопределяете» довольно многочисленными случаями по» добных разрушений на практике. В первую очередь, это относится к магистральным газо-и нефтепроводам. В свое время хрупкие разрушения трубопроводов были ограничены надлежащим выбором конструкционных материалов. Однако вязкие разрывы, связанные с плохо контролируемыми условиями монтажа и эксплуатации и, соответственно, с возможным развитием пластически деформированных областей, продолжаются. Исследования з этом направлении, как отмечается а литературе, имеют значение и для трубопроводов ядерных реакторов. Кроме того, подобные задачи возникают и при оценке остаточного ресурса сосудов и аппаратов нефтехимической промышленности Украины.

Имеете с тем модуль разрыва Т, который предложили Парис. Тада а . другие, является, по существу, единственным критерием, отражающим . стабильный рост трещины. Etxj зкепериментальвое определение встречает в условиях инженерной практики ряд методических тру;и!оегс!ц к,к. -л в ¡лучаях использования других характеристик трещиностойкосТп (Ki^ ?гг).

Сказанное предопределяет направленность п шетуалйоеть да>:яо8 заботы. . ' •

Работа выполнена в рамках Плана НИР HAH Украины по годовой < гематике1,б.115.1ЙотМ01.93г. ; : v ; v

Цель дисссртацноицай работы заключает» в разработке инженерного метода оценки сопротивления металлических конструкционных материалов и сварных соединенна стабильному росту трсщиЛ в условиях стати« чсского аагруямшш при плоской деформированном состоянии. Она включает следующие задачи:

» разработку теоретической модели устойчивого роста трещины и определение критического угла раскрытия (параметра Т) по результата« стандартных механических испытаний; • инженерное определение входящего в развиваемые модельные пред-; ставяешш показателя деформационного упрочнения конструкционных сталей и металла сварных соединений по результатам стандартных цс-ханических испытаний; в экспериментальную проверку модели устойчивого роста стабильной трещины;

« уточнение ранее предложенных корреляционных, зависимостей по определению характеристик трещииостойкостн конструкцноцньк-.иатс-риалов н их сварных соединений с учетом подрастания трещшш а их экспериментальную проверху. ' .

На)пшая«ютпна заключается в той, что:

1. Разработана модель совротнадсшш конструкционных материалов стабильному развитию вязкой трещины в условна* статического иагруже-uua , позволяющая оценить «модуль разрыва» (параметр Т) по результатам стандартных ыаанических нспшашШ. Выполнено es аралти?& ское описание и экспериментально подтверждена сщдаадшвзш. рас с&шршаацых предешшешш.

2. На базе предложенной иодыш разрабтеаш ie экспериментально провс V реш заанйшости ддя оцределзшш характеристик трлщшоэтойкссп

6g, (Kiti) с учеггои сопротивления материалов рззвгаш стабильно вязкой трещшш:.

ПраютэтЕсиаа зцачимость работы заключается в следующем: ' 1. Разработан метод, который позволяет существенно упростить ные® . щиеся методики определит» критического угла раскрытия трещин

>

(параметра Т), обеспечивая тем самым возможность непосредственного примсаешц подходов механики разрушения к решению соответствую-— mire практических задач.

2. Получены результаты, которые дают возможное» более обоснованно подходить к определению характеристик трещиностойкости но результатам стандартных механических испытаний в диапазоне вязких состояния материала и температур вязко-хрупкого перехода. Это позволяет допустить при необходимости некоторое стабильное подрастание

яефегга п теп саыьш оптимизировать оценку предельных состояний

о

сварных конструкций, используй концепцию «безопасной повреждав-мости»..

3. Разработан подход, который позволяет более обоснованно выбирать конструкционные материалы по сопротивлению стабильному развитию вязких трещин на стадия проектирования и изготовления.

Личный вклад автора является определяющим в:

» разработке теоретической модели устойчивого роста трещины и определения критического угла раскрытия (параметра Т) по результатам стандартных механических испытаний;

• инженерном определении показателя деформационного упрочнения конструкщкншых сталей к металла сварных соединений, входящего в развиваемые модельные представления;

• экспериментальной проверке модели устойчивого роста стабильной трещины.

' Уточнение корреляционных зависимостей по определению характеристик трещиностойкости конструкционных материалов и их сварных соединений с учетом стабильного подрастают трещины и их экспериментальная проверка выполнены с учетом результатов докторский деи-еерта-' шеи B.C. Гиреяго.

Апробации работы. Основные результаты работы докладывались па: паучяо-техиичгигп* конференциях по механике разрушения в Иркутске (1935), Челябинске (1985), Киеве (1990) и др.; научно-координационном совете Госстроя СССР (1985); Восьмой международной конференции по разрушению (Киев, 1993); Международной конференции «Сварные конст-

рукции» (Киев, 1995). Работа обсуждалась на объединенной семинаре отделов сварных конструкций ИЭС им. Е.О. Патона.

Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ.

Структура pi объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов, списка литературы. Работа изложена на (2L . стр. машинописного текста, содержит SS рисунков, 16 таблиц, в списке . литературы приведено 128 наименований работ.

Содержание работы

Во введении показаны мжность и актуальность темы диссертации, обоснована цель работы и кратко изложено ее содержание.

В первой главе представлен краткий обзор И анализ роли ударных испытаний в обеспечении сопротивления металлических материалов и конструкций хрупким разрушениям, начиная от общеизвестных работ Шарли и кончая современными исследованиями. При этом подчеркивается значение ударной вязкости как сравнительной характеристики хладо-стойкости материалов н отсутствие обоснованных критериев установления допускаемых значений ударной вязкости. .

Критерия механики разрушения, напротив, позволяют получить количественную оценку трешинострйкости материала н могут быть непосредственно использованы при проектировании и расчете элементов конструкций с учетом сопротивления различным видам разрушения. Вместе с тем подчеркивается относительная сложность экспериментального определения характеристик трещнностойкости, ограничивающая их широкое практическое применение. Соответственно, основное внимание уделяется возможности определения критериев статической трсщиностобкосга по результатам испытаний на ударную вязкость образцов Шарли с учетом прочностных саоИств материалов.

В частности показано, что к настоящему времени иа экспериментальной и теоретической основе разработаны зависимости, позволяющие с достаточной для практических цепей точностью, определять критерии Kit н в« по результатам стандартных механических испытаний, которые

»

отражают сопротивление материала инициированию нестабильного разрушения.________ ----- -----------------------------------------------

В настоящее время практически полностью отсутствуют подобные зависимости для определения критериев инициирования и развития ЕЙ: бидымх «вязких» трещин. Данная работа посвящена установлению таких зависимостей. .

Вязкие состояния материалов не представляли опасности для конструкций до тех пор, пока не практике не начали применяться стали повы-Щйшюй прочности, а ташке алюминиевые и титановые сплавы. Для многих из них разрушение типа вязкого отрыва характеризуется столь низкими значениями вязкости разрушения, что вопрос о трещиностойхости конструкций в этих условиях приобретает реальное практическое значение. В частности, стали типа 17Г1С и 17ГС, широко использовавшиеся в -свое время при создании магистральных газо- и Нефтепроводов, характеризуются крайне низкими значениями критического раскрытия трещины в вязком состоянии (0.05-0.09 мм). Учитывая подобные случаи, английские специалисты ввели в механику разрушения критерий 5|, отражающий вязкость материала на стадии зарождения стабильной трещины.

С другой стороны, для многих конструкционных материалов некоторое стабильное подрастание трещины не является предельным состоянием и расчетная оценка последнего по критерию б| косит излишне жесткий характер. Соответственно, в Британский стандарт РО 6493: 1991 был, введен дополнительный критерий В« ,с помощью которого предусматривается возможность стабильного подрастания трещины на величину до ДЬ=0.2мм без конкретной регламентации допускаемых значений Д1>. Стандарт (ГОСТ 25.506-85) также предусматривает определение расчетных значений Л- интеграле (Л) о учетом регламентированного стабильно-' го подрастания трещины.

Методические трудности зкеперймеггтллмюго опред«тгпря указал-ных критериев предопределяют практическое значение их оценки по результатам стандартных механических испытаний.

Разработанная в ЙЭС им, Е.0;.. Патойа >сорреляци<^ная завией- , мость, которая позволяет определять характеристику В| («| А К

где а«мя • значение ударной вязкости образца Шарли (Дж/см») при температуре, соответствующей 100% волокна в изломе; от - предел текучести материала при той же температуре), носит несколько формальный характер: возможное безопасное подрастание стабильной трещины предполагалось учитывать увеличением численного коэффициента К. При этом фактическое сопротивление материала развитию стабильной трещины, естественно, не учитывалось.

В последнее время пристальное внимание уделяется «модулю разрыва» Т, который имеет самостоятельное практическое значение как критерий сопротивления материала стабильному развитию вязкой трещины.

Определение критериев St, 6«, Т по результатам стандартных испытаний является основной целью данной работы.

На этой основе сформулированы задачи исследования.

До второй главе представлены выполненные систематические экспериментальные исследования характеристик трещнностойкостн 61, б», Т, К,с. (Sit и соответствующих стандартных механичесхнх свойств, включая ударную вязкость конструкционных материалов. Необходимость получения такого рода данных дтя характеристик Ки и Sic следует из того, что для экспериментального подтверждения корреляционных зависимостей между Э1имн критериями н стандартными механическими характеристиками использовались в основном результаты испытаний относительно однородных конструкционных сталей. Для последующего развития подобных зависимостей с учетом стабильного подрастания трещины нсоб-' яоднмо было располагать достаточным объемом информации о поведении механически неоднородных сварных соединений для тех случаев, когда возможно несимметричное развитие пластических зон относительно '. ' плоскости дефекта. j

С учетом механической неоднородности проверялись условия пере-; хода от плоского напряженного состояния к плоской деформации при определении критерия вн.

Кроме того, существенное значение имеют результаты испытания титановых сплавов, имевших более низкий по сраннению с конструкционными сталями и их сварными соединениями модуль упругости.

г

В конце раздела представлены результаты исследований перемещений и других особенностей в вершине стабильно развивающейся трещины.

Описаны типы используемых образцов и методика их испытания на вязкость разрушения, В качестве исследуемых материалов выбраны сварные соединения различной толщины сталей 08Г2СФБ, 10ХСНД и 09Г2С, выполненные по различным технологическим вариантам (проволоки 08Г2С, 10ГСМТ. 10Г2,08А под флюсом ЛИ-43 и электроды марки AHO-TM. УОНИ 13/55).

Кроме того, проведены исследования конструкционных сталей марок 10ХСНД, 14Г2АФ, 16Г2АФ и 09Г2С с учетом анизотропии их механических свойств. Для получения более универсальной зависимости между ударной вязкостью и критериями механики разрушения конструкционных материалов дополнительно рассматриваются результаты исследований на трегциностойкость титановых сплавов марок ВТ-18У и ПТ-ЗВ, отличающихся от сталей по своим упругим характеристикам (Е, v).

На основании выполненных экспериментальных исследований были получены все характеристики, необходимые для дальнейшего уточнения корреляционных зависимостей,

Обосновано теоретическое представление о критериях сопротивления конструкционных материалов и сварных соединений развитию стабильных трещин. Отмечено принципиальное отличие особенностей на-пряженно-дефомированиого состояния в вершине стационарной и стабильно движущейся трещины, связанное с высоким градиентом пластических деформаций перед фронтом последней, что подтверждает,справедливость исходного допущения об отсутствии притупления вершины трещины при ее стабильном росте. Показано, что вершина стабильней тремимЫ' в процессе нагруження имеет заостренную форму и развивается по Образующимся микронесплошностям в металле с постоянным углом раскрытия, что позволяет непосредственно перейти к аналитической разработке модельных представлений о стабильном развитии трещины.

В третьей главе излагается процесс разработки уточненного инженерного критерия сопротивления конструкционных материалов развитию

стабильных трещин. '

В основу рассматриваемого подхода положена модель, основной смысл которой отражен на рис.!. Предполагается, что угол раскрытия трещины определяется соотношением между раскрытием трещины St и размером зоны предразрушения: tg(a) в Щ2»п) « (6g -Ci)/(2»AL), где r« -размер зоны пластической деформации, соответствующий потерн пластической устойчивости материала при достижении деформаций, равных Ску «е.. ■

При этом считается, что материал упрочняется по степенному закону:

о а a,(t/eTy,l где с • текущая деформация; «т - деформация на пределе текучести. Напряжения и деформации внутри зоны пластического деформирования перед фронтом трещины описываются следующими известными зависимостями: '

о = а,(O/W**; к » ««(R/r)Hi*»,

где 11 - размер зоны пластической деформации, соответствующий пределу текучести материала; г - расстояние от вершины трещины; а - коэффициент деформационного упрочнения материала. г

В случае степенного закона упрочнения деформации и истинные напряжения в конце зоны предразрушения можно выразить через характеристику деформационного упрочнения в следующем виде:

«ч>= е» «= п/(1-п); а»/(1-п).

Использование данных формул при маломасштабиой текучести в условиях плоской деформации материала позволило получить упрощенную инженерную зависимость для определения величины критического угла раскрытия вершины трещины:

tg(a) в 0.5*o««ii/(oi»(I-n)3).

В дальнейшем показано, что раскрытие вершины трещины с учетом се стабильного вязкого подрастания на величину &L записывается в виде:

58Я5| + ЛХ^а.впКагеО-п}1). (1)

С учетом рапсе полученной зависимости 5и=> К®а

38 «= 1С»а,В51/о, + ДЬ*о,* п/( о,»(1-п)*). (2)

При Д1г=5|, получаем:

= К*ате«х/о»(1 +о.» п/( от*(1-п)г). (3)

Прямое экспериментальное определение коэффициента о в инженерной

практике встречает некоторые затруднения. В частности, прп поставке материала заказчику заводом-изготовителем гарантируются только минимальные значения механических характеристик а, и о», и, как следствие, требования к степени однородной деформации оказываются неопределенными. Поэтому использование величины п дня оценки прочностных свойств и проектирования конструкций становится практически невозможным без установления прямой связи между сертификатными значениями с* и сг, с одной стороны и показателем деформационного упрочнения а • с другой.

В связи с этим, для получения зависимости было исследовано семь наиболее широко используемых конструкционных сталей с различными механическими свойствами, которое имеют различные формы поведения кривой деформирования. В результате выполненных исследований п анализа экспериментальных данных была получена упрощенная корреляционная зависимость:

п? = -0.182 + 0.222« Ов/От,

с учетом которой была выполнена экспериментальная проверка зависимостей Ц),(2)и(3). , •

Некоторые характерные результаты представлены на рис.2,3 .

На основании выполненных исследований в целом отмечается, что приведенная модель устойчивого роста трещины хорошо согласуется с экспериментальными данными и позволяет уточнить корреляционные зависимости между деформационным» критериями трещиностойкостя и стандартными механическими характеристиками.

It

Зависимости (I) и (2) отражают сопротивление материала инициированию и стабильному развитию трещины в температурном диапазоне вязхих состояний в условиях плоской деформации.

Для придания этим зависимостям более универсальной формы, пригодной для инженерного описания критического раскрытия трещины (также в диапазоне температур перехода от вязкого к хрупкому разрушению), вводится ограничение по подрастанию стабильной трещины ДЪ'=(Дь*(аЛтм)3), где Д1Л расчетное значение подрастания трещины в диапазоне переходных температур; AL- подрастание трещины в температурном диапазоне вязких состояний материала; а> • значение ударной вязкости, соответствующее температуре испытания. Это обеспечивает резкое уменьшение величины AL при переходе от вязкого к квазихрупкому разрушению.

Поэтому при ДЬ » 6|С:

61« = 0.05.(а,/о,)(1+(о.«п/( о,(1-п)»)).(а,/а,>»,)»)) (4)

В заключительной части работы представлены результаты экспериментальной проверки зависимости (4).

При вязком разрушении конструкционных сталей средней и низкой прочности характеристика Si слабо зависит от степени объемности напряженного состояния, „

В отличие от этого, при хрупком и квазнхрупком видах разрушения, устойчивые связи между стандартными характеристиками и критериями трещиностойкости выявляются только в том случае, если последние определены в условиях плоской деформации.

Сказанное необходимо учитывать при анализе результатов выполненных испытаний. Полученные B.C. Гиренко условия определения критерия 6и в данной работе проверялись прежде всего применительно к ус-, ловиям разрушения механически неоднородных сварных соединений при испытаниях на трехточечный изгиб и внецентрениое растяжение: 1.26*sT£ Slc/t.

Характерные экспериментальные результаты представлены ца. рнс.4, 5. Они показывают, что при отсутствии у материала ярко выраженного узкого перехода от вязкого состояния к квазнхрупкому нарушение состояния плоской деформации с возможным подрастанием трещины при непосредственном измерении значении 5« наблюдается в широком диапазоне температур. В этой температурной области возникает значительный разброс результатов, при котором только минимальные значения 8« могут быть отнесены к характеристике 5и. П подобных случаях определение значений 6ic по результатам стандартных механических испытаний позволяет избежать погрешностей, не идущих в запас грещиностойкости сварных соединений.

Допуская некоторый формализм, зависимость (4) может быть изменена таким образом, чтобы иметь возможность определять соответствующую силовую характеристику Ki«.

Между критериями механики разрушения 8|е и ¡Си существует простил зависимость: Sic = Ки'О-уЭДИ'Есо,), где v - коэффициент Пуассона; Е - модуль упругости материала; Н - коэффициент, отражающий повише-лие предела текучести материала а условиях объемного напряженного состояния в вершине трещины (и данном случае принят равным среднему значению 11=2). Соответственно можно записать:

К„ =(a,*(E/(l-vJ)) «(1+ст, /о,) .(п/(1-пЯ) •<а,/а™„)'))« (5)

Эксперимешалышя 'проверка этой формулы представлена на рнс.6,7. Поскольку в формулу (5) входит модули упругости Е, имеющий существенное различие для сталей и титановых сплавов, результаты соответствующих испытаний представляют определенный интерес дтя проверки общего характера полученной зависимости. Условие реализации плоской деформации при определении Kw соответствовало общеизвестному: (1 & 2.5(1 МогУ).

Как видно, при оценке значений Kit титановых сплавов погрешность, идущая в запас трещиностойкостн, находится в пределах 20%. В диссертации рассматриваются возможные причины такого рода отклонений. .

Таким образом, полученные результаты (формулы (I) > (5)) позволяют определять характеристики трещиностойкости в условиях плоской деформации по значениям ударной вязкости образцов Шарпн, прочностным свойствам материала и величинам упругих характеристик (Б, v). При этом значения ударной вязкости оцениваются по нижней границе их раз-1 броса для температур, соответствующих определению характеристик вязкости разрушения.

Выводы

Основные выводы сводятся к следующему: (.Экспериментально показано отсутствие притупления вершины вязкой трещины при ее стабильном росте, позволяющее перейти к аналитической разработке модельных представлений о стабильном развитии вязкой трещины.

2. Разработана модель для оценки критического угла раскрытия трещины при ее стабильном росте, базирующаяся на потере пластической устойчивости материала в зоне предразрушения перед фронтом трещины и выполнено ее аналитическое описание.

3. Показано существование линейной корреляционной зависимости между коэффициентом деформационного упрочнения п и отношением прочностных характеристик (о>/от) для наиболее широко используемых конструкционных сталей, позволяющее получить простую инженерную связь между ними.

4. Выполненная экспериментальная проверка разработанной модели критического угла раскрытия трещины при ее стабильном росте подтверждает справедливость модельных представлений й возможность использования полученных аналитических зависимостей для оценки критерия Т, отражающего сопротивление материалов и сварных соединений стабильному росту трещины по результатам стандартных механических испытаний., ,

5. На базе предложенной модели по оценке критического угла раскрытия трещины разработаны и экспериментально проверены зависимости для определения характеристик трещиностойкости б|, 6г и деформационно-

го упрочнения металлических материалов и сварных соединений по результатам стандартных механических испытаний с учетом сопротивления стабильному росту трещины, что является существенным развитием одного из основных положений Британского стандарта РБ 6493:1991. б. Получены температурные зависимости характеристик трещиностойко-стн [С, (1С|е), 5« (5|С), ударной вязкости, пределов текучести и временных сопротивлений (ст„ о»), подтвердившие возможность использования корреляционных зависимостей между критериями трсщиносгойкости дня плоского деформированного состояния и дяннмми стандартных механических испытаний с учетом влияния различных физико-механических факторов, включая:

• механическую неоднородность сварных соединений при оценке трещцностойкосТи металла околошовной зоны-,

• особенности разрушения, связанные с анизотропией физико-механических свойств металлического проката;

» различие в упругих характеристиках (Е, V) конструкционных материалов (низколегированные стали, титановые сплавы);

а структурные особенности литого и прокатного металла (сварные швы, основной металл). Разработан подход, который позволяет более обоснованно выбирать конструкционные материалы по сопротивлению стабильному развитию вязких' трещин на стадии проектирования и оценивать тргщнностой-кость при техническом днагностиронплии сварннх конструкций.

Основные результаты работы изложены в следующих опубликованных работах: . '

i, Гиренко B.C., Дядин В.П. Обоснование требований к ударной пязйостн , кольцевых швов многослойных сосудов Н «Методы оценки и пути повышения трещиностойкости и надежности труб, трубопроводов и сосу-;

дов давления». Тез. докл. Научн.-тсхн. Конф.- Челябинск: Уральский НИИ трубиой промышленности. • 1985. - с.58.

2. Обоснование требований к ударной вязкости кольцевых сварных соединений многослойных сосудов / Новиков В.И., Гиренко B.C., Лядин В.П. и дрУ/ «Аппаратура и трубопроводы высокого давления, изготов-

1 . ляемые Минхиммашем, и основные направления их совершенствования в период двенадцатой пятилетки». Тез. докл. Всес. Научн.-техн. конф.-Иркутск: ИркутскНИИХИММАШ, 1985.-С.25-26.

3. Гиренко B.C., Дядин В.П. Зависимости между ударной вязкостью и критериями механики разрушения би . Ки конструкционных сталей и их сварных соединений II Автоматическая сварка.- 1985.-№9.-С. 13-20.

4. Обоснование допустимой величины ударной вязкости кольцевых швов многослойных сосудов / Гиренко B.C., Дядин В.П., Зисельман Б.Г. и др7/Автоматическая сварка. • 1986. -№8. • CJ2-I7.

5. Гиренко B.C., Дядин В.П. Зависимости между ударной вязкостью и критериями механики разрушения конструкционных материалов и их сварных соединений // Автоматическая сварка. -1986. - №10. - С.61-62.

6. Статическая прочность крестообразных сварных соединений при низ' ких температурах I B.C. Гиренко, В.М. Козачек, А.В. БериацкиЙ, В.П.

Дядин// Автоматическая сварка. • 1990. - N2. • С.28-32.

7. Гиренко B.C., Дядин В.П. Корреляция характеристик трешиностойко-сти материалов и сварных соединений с результатами стандартных механических испытаний.// Автоматическая сварка. 1990. - №6. - С. I -4.

8. Girenko V.S., Dyadin V.p. Relationships between the impact strength and fracture mechanics criteria 8u and Kit of structural steels and their welded joints II Eighth international conference on fracture. P.2 - Kiev. - 1993. • P.564.

, «и

и 1й

0.8

■ *

■О.С

I

оа

0 1.0 2Л 3.0

Рис.2. Заиисниосгъ раскрытия трещины <» величины стабильного подрастания трещины А € при 1:в *20 С стали 14Г2АФ (I » 36т); 1 • расчет по формул* (1); 2 «расчет ло формул? (2); 4» • »кспершштльны* данные.

......

* ^^ ".....

ч

г 1 ч . . . 1 .

rs

стабильного

0-3

02

0.1

- < < »

SSS58I ïîïJiWJî «.чс^З?» ■ '/jL * •кеощвд * UJ

60 -40 -30 С 1 «20

Рис. 4. Зависимость Sa ( ) отт«ш1»(шурмйспьггммя и*тша шаа, выполненного ел* ггродвжи парки АНО-ТМ

основной металл09Г2С. t»S6»M); 1.расчетпо фзриула (4J;

3 - область плоской дефориацни; 9 - зксл«рми«тгплъпк!9 гмзчгнкя.

ОЛ

0.2

0.1

а

Se а /с ) ми

б о > 9 > > 1 1 <

» ' : » » ■ . 4 1

;jS»o» «мотиша* мт» m iJd"' ■ .. < ' t » *

Г _

Ъ%

■ 53

-40

-30

Риаб. Згимсдаость Ou ( à*. ) вттшперерурммепгнтзод металла шва, пыполмммого проеспохаЯ СоОЗГДХ подфЯ!«вм ЛМ£0 толщиной t* 16j5mm; 1 -расчет по формула^; 2 - область плоской деформации; /

ь • эвеларииенталъиыа аначбнмя. '

/«г

100

во

К* Г К,с\ МП&/Х

Св-ЮГСМТ ( 1"70мм){

1 « >

о

ТХ

.60

.40

•20

»20

Рис. в. Зависимость /г« { К* ? от темгмрпуры кспытжмкя металла шва, выполненного проволокой СвИОГСШ* под флюсом АН-43; 1 • расчетные змачскмй пофсриулв(в); 2-область плоской дефорияции; / ••»вел»рим*нтальны«9иамвмиа. •

150

400

60

• ■ '. -

© А

' 1 » ... ^ м-

•

тX

.40

•20

«20

РийТ. ЗШСШШЬ Хе( Кк) вгшкрпурыитылнш птмовегаспяаваВГ-ПУтмтнРй 1«Я1и; Ьркчпммятма К» па формул» (В);

а. е-

о

Abstract

Dyadin V.P. Development of the method of assessment of the resistance of material»

md welded jainte to a stsbls стек growth under static loading.

Thesis for the scientific <1е2гее of Candidate of Sciences in Engineering in the specialty 05.03.06 - Welding md allied fechno^ies. The Е.О.РлГоп Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine. Kiev, 1993.

The thesis deals with development of the methods of determination of the resistance of structural materials and welded joints to a stable propagation cf the tough cracks under static loading and plane defemntion state. Use work develops s new field cf experimental determination of the creek resistance properties allowing fcr а г!:Ь!с growth of th* crack by the results of standard Mechanical tests. A model of the stable crack growth is proposed and Ju w'ffiiytical ¿Tcscrfptwrs h givre, whfefe allows consideration of the local propagation of the crack, depending ore the ааетщЛ and deformational properties of the material. Given are the results of experiments! verification of the developed method arid derived are the simpic engineering dependencies for determination of the crsck resistance properties allowing for the material resistance to stable crack growth.

Keywords: stable crack growth, crack resistance propertfe*, deformation strengthening, impact toughness, plane deformation, static loading

AumrtaiiM

A'«\1Kit В. П. Разработка метола оценки сонрогнвленн« материалов и свсрных соединений (лабильному росту трещии ft >слоыи-х ссиштеешго па» rpJ"A'riilW.

Диссертация ил соискание ученоЛ сгеииш клиднллга техшпескях тук по специальности 05.03.06 - Сварки к ¡вддетвеншо гсхнлмпш. Институт ?яек-троскарки им. Е. О. Патова ИЛИ Украины. Киев,

Диссертация riocusriitena разработке методов определения еопрггтклеггнг конструкционных материмой и сварных соединений стабгсп пому psuKirniio , шших трещи« ft условиях статического ншгружени* и «¡¿оегого деформированного состояния. В работа развивается позой цалраштетг? в эзетер?пгш-тальном определении характеристик трспгтптсстоПотсш г учтч стяЯдагыипо подрясшшч тренцши по результатам стандартных механических иепшяшй. Пргтояхва иоч&яь шВшашяи poes* тргалши цдаы « иралшичеекпе wm-сапие, позволяющее рассматривать локальное развитие трешннн в тлвиошо ста от йро'шоепшх и деформационных характеристик иатерша. ГТршкшш рстуяътзтм эгсперпммтшыгоЛ; проверки разработашсстз метода и Еслучепм простые шг-кеиергше зависимости для определенна; ?:аракггсрнсгт: тр-лгргпо- ' стоПкаетк с учеты сопротивления материала стабильному pociy трегцишл.

Г'ятспевые c.-oim: стабильный рост трещшш. характеристики »рстщшо- . стойкости, деформационное упрочнение, ударная вязкость, плоская де£орма--Ш1Л, статическое погружение.

1С

Аяотац1в

. ■ ДядЫ В. П. Розробка методу ouíhkh опору Marepianm i зварних з'адшнь стабШыюму росту тр1щан в умовах статичного навшгтаження.

ДнсертаиЫ на эдобутгя вчсного ступени «сандндата техн!чннх наук за спец1алы<1спо 03.03.06 - Зварювання i спорщнеи! технологи. 1нститут елск-трозварюаания Im.C.O. Патона HAH Украйш. КиТв, 1998. i . Днссртши приесячсна ротробц] мегод)в внзпаченпа опору коист» рукцШних матср1ал1в i эиарннх з'сднань стабшьному роз витку в'язких трйщш в умовах статичного, иавашажсниа i плоского деформованого стану. У робот! розвивоспс* повив напрямок а' екслерныентальному аизначенн! характерн-стшс ctíí<koctí трСошн s урахуваишм стабшьного пиростання трЬшти за результатами стандарта« мехашчних випробувакь. Запропоновако модель стаб1льного зростанна трЬщши 1 приведено П аналпичний опне, шо дозволяс розглянуте локальний розвитох тр!щшш в заяежност! в!д м'щносних 1 дефор-мацКЬшх характеристик мятер1аду. Приведено результата експеркменплыга! переа1рки розроблеиого методу i отримано прост! Ыжеиерн! залежност! для чизначеши характеристик criftxocri тркшга s урахуванням опору матер!алу сгоб1льноыу зросганню трйцинн.

. Кдючов! слова: стабшьне зростшятрйцини, характеристики crffiKocri ; тр1дан, деформацШне задцвенни, ударна в'изйсть, плоска деформаци, ст*- ; ткчпо каваитажеиня. ¿ •