автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.10, диссертация на тему:Разработка методов оценки работоспособности сварных соединений при статическом изгибе

Айметов Сергей Фаритович

4845457

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ ИЗГИБЕ

Специальность: 05.02.10 «Сварка, родственные процессы и технологии»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 МАЙ 2011

Челябинск-2011

4845457

Работа выполнена на кафедре «Оборудование и технология сварочного производства» Южно-Уральского государственного университета.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Шахматов Михаил Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Гончаров Александр Евгеньевич,

заведующий кафедрой «Технология и автоматизация сварочного производства» Курганского государственного университета (г. Курган)

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Пуйко Алексей Васильевич

эксперт по техническим вопросам ОАО «Трубодеталь» (г. Челябинск)

Ведущее предприятие - ОАО «Челябинский механический завод»

(г. Челябинск)

Защита диссертации состоится «01» июня 2011 г. в 14— часов в ауд. 201 (главный корпус) на заседании диссертационного совета Д212.298.06 при ГОУ ВПО «Южио-Уральский государственный университет».

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «ЮУрГУ».

Автореферат разослан «25» апреля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

И.А. Щуров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из важных направлений развития сварочного производства является повышение надежности сварных конструкций и совершенствование рациональных норм их проектирования. При изготовлении сварных конструкций вероятность возникновения дефектов достаточно высока. В настоящее время установлены весьма жесткие нормы на допустимые дефекты, размеры которых, зачастую, выбраны как минимально возможные. Следствием этого является значительный объем ремонтных работ по их исправлению, целесообразность которых нельзя призиать всегда обоснованной. Сказанное свидетельствует о необходимости минимизации объема ремонтных работ по выборке и исправлению дефектов, незначительно влияющих на прочность соединений. В связи с этим на передний план выходят вопросы, связанные с определением диапазонов допустимых размеров дефектов на основе расчетной оценки несущей способности сварных соединений. Кроме того, исследования кафедры сварки ЧПИ (ЮУрГУ) показали возможность повышения надежности и работоспособности соединений за счет рационального проектирования геометрии сварных швов, которое также требует расчетного обоснования. Решение этих задач непосредственно связано с необходимостью создания уточненных надежных расчетных методов для оценки прочности сварных соединений с дефектами.

Большинство исследований в данном направлении выполнены для случая нагружения сварных соединений статическим растяжением. Методы и подходы, посвященные статическому изгибу соединений, в том числе и механически неоднородных, обладают рядом существенных недостатков, не позволяющих научно-обоснованно осуществлять рациональное проектирование и нормирование дефектов. В то же время, изгиб является одной из основных схем эксплуатационного нагружения конструкций, часто используется при технологических операциях, предшествующих операции сборки (гибка, правка и т.д.), применяется па стадии оценки механических свойств при испытании образцов, а также является предпочтительным на стадии определения ресурса пластичности сварных соединений и остаточного ресурса сварных конструкций. Поэтому разработка методов оценки работоспособности сварных соединений при статическом изгибе является актуальной проблемой.

Цель диссертации: разработка методов оценки несущей способности сварных соединений при поперечном изгибе с учетом их геометрических Парам ст-

ров, дефектов сварки и механической неоднородности, которые позволят осуществлять рациональное проектирование для повышения работоспособности сварных соединений и снижения (оптимизации) затрат при изготовлении сварных конструкций.

Для достижения указанной цели в настоящей работе решается ряд задач:

- разработка методов оценки прочности тавровых и нахлесточных сварных соединений при статическом поперечном изгибе в условиях вязкого разрушения, а также теоретический анализ влияния геометрических параметров соединений на их работоспособность;

- оценка трещиностойкости сварных соединений с угловыми швами, работающих при изгибе, с учетом размеров дефектов и геометрических параметров угловых швов;

- разработка метода расчета предельного сопротивления сварных соединений с угловыми швами, нагруженных изгибом, квазихрупкому разрушению;

- разработка метода оценки предельного изгибающего момента стыковых сварных соединений с мягкой прослойкой в условиях общей текучести;

- оценка влияния концентраторов (дефектов сварки) на напряженно-деформированное состояние и величину предельного изгибающего момента механически неоднородных стыковых сварных соединений.

Научная новизна работы. Впервые методом конечных элементов (МКЭ) исследовано напряженно-деформированное состояние (НДС) сварных соединений с угловыми швами при наличии непроваров в упруго-пластической стадии нагружения поперечным изгибом. Выявлены закономерности изменения положения «опасного» сечения в зависимости от геометрических параметров тавровых и нахлесточных соединений, а также способа задания изгибающей нагрузки.

В результате применения МКЭ в сочетании с методами линейной механики разрушения (ЛМР) получены зависимости, позволяющие описать напряженное состояние вблизи вершин трещиноподобных сварочных дефектов тавровых и нахлесточных соединений при нагружении поперечным изгибом в условиях хрупкого и квазихрупкого разрушений.

Для механически неоднородных стыковых сварных соединений, работающих в условиях поперечного изгиба, с использованием известных научных наработок кафедры установлены качественные и количественные закономерности изменения напряженно-деформированного состояния и величины контактного упрочнения , в зависимости от степени механической неоднородности, относи-

тельных размеров мягкой прослойки, неравномерности распределения прочностных свойств по объему прослойки и размеров щелевидного дефекта.

Разработаны основы оптимального проектирования сварных соединений с непроварами, работающих в условиях изгиба, с точки зрения повышения их несущей способности.

Практическая значимость работы. Полученные уточненные методы расчетной оценки позволяют выполнять расчеты на прочность сварных соединений как на стадиях проектирования, изготовления (ремонта), так и на стадии эксплуатации в рамках мероприятий по диагностике сварных конструкций.

Результаты работы позволяют при конструктивно-технологическом проектировании выбирать рациональную форму разделки свариваемых кромок, выполнять оптимизацию геометрии сварных швов, производить подбор сварочных материалов для обеспечения равнопрочности соединений основному металлу.

Предложенные формулы позволяют осуществлять научно-обоснованное нормирование щелевидных сварочных дефектов (типа «непровар» и «подрез»).

Предложенные расчетные методики применимы для оценки механических свойств при испытании сварных образцов.

В приложении к диссертации приведены документы, подтверждающие использование полученных результатов работы на ряде предприятий промышленного комплекса.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях ЮУрГУ (2007-2011 гг,); на конференции ХХУ1-ой российской школы по проблемам науки и технологии (2006 г., г. Миасс); на ежегодных научно-технических конференциях «Наука-Образование-Производство» НТИ (ф) ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (2004 г., 2007 г., г. Н-Тагил).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка используемых литературных источников и приложений. Работа изложена на 179 страницах основного текста, содержит 73 рисунка, И таблиц и 5 страниц приложений. Список литературы содержит 156 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы диссертационной работы.

Первая глава. В первую очередь здесь рассмотрены основные типы сварных соединений с угловыми швами, применяемые в различных областях современной промышленности, определены наиболее распространенные схемы их на-гружения статическим изгибом и выявлены наиболее неблагоприятные из них с позиции прочности. Выполнен анализ наиболее опасных сварочных дефектов с точки зрения преждевременного разрушения. Установлено, что такими являются дефекты щелевидной формы (трещиноподобиые), например непровары, глубокие подрезы, несплавления, горячие и холодные трещины и т.д.

В главе рассмотрены существующие инженерные методики расчета тавровых и нахлесточных соединений с щелевидными дефектами при изгибе, а также теоретические и экспериментальные научные исследования, выполненные в данном направлении. Обзор выполнен на основе действующих отечественных и зарубежных нормативно-технических документов, работ В.А. Винокурова, С.А. Курки-на, Г.А. Николаева, Л.Б. Шроиа, В.И. Махненко, Ю.Н. Овчаренко и других. Практически все рассмотренные инженерные методики разработаны для соединений с равнокатетными швами и, зачастую, не учитывают реальное положение очага пластического течения. Чаще всего за расчетное принимается минимальное сечение углового шва, что не всегда оправдано. Большинство из рассмотренных научных исследований носят либо экспериментально-рекомендательный характер, либо требуют дополнительной проработки вопроса.

Отдельное внимание в главе уделено прочности механически неоднородных стыковых сварных соединений при изгибе. Рассмотрены условия появления и виды механической неоднородности, а также выполнен обзор основных теоретических и экспериментальных представлений о работоспособности данных соединений с дефектами и без дефектов. В рамках обзора были проанализированы работы O.A. Бакши, Р.З. Шрона, Б.Г. Кульневич, Т.В. Кульневич, М.В. Шахматова, В.В.' Ерофеева, JI. М. Качанова, Н. Н. Малинина, Т.Н. Ивановой и других. В результате установлено, что большинство исследований посвящено работоспособности механически неоднородных сварных соединений при растяжении, и лишь отдельные - при изгибе. В последних не рассматривается влияние дефектов. Кроме того, в литературе не имеется сведений о прочности соединений с учетом неполной реализации контактного упрочнения в условиях статического

б

изгиба.

На основании анализа, выполненного в первой главе, обоснована цель настоящей работы и поставлены соответствующие задачи.

Вторая глава посвящена.разработке расчетных методов оценки работоспособности сварных соединений с угловыми швами, выполненными с непровара-ми, при статическом (квазистатическом) изгибе в условиях вязкого разрушения. Рассматривались соединения с центральным щелевидным концентратором (тавровые и нахлесточные соединения, выполненные двухсторонними угловыми швами с непроваром) и соединения с примыкающим концентратором (соединения, выполненные односторонними угловыми швами).

Для разработки математических моделей предварительно были исследованы НДС рассматриваемых соединений методом конечно-элементного моделирования (МКЭ), реализованным в программном комплексе «АЫЗУБ». В рамках численного эксперимента для каждого типа сварных соединений предельным изгибающим моментом нагружали несколько серий моделей с определенными значениями глубины проплавления. Для каждой серии, характеризуемой некоторой постоянной величиной проплавления и объема наплавленного металла, угол наклона лобовой грани швов (Д) изменяли от 30 до 75°. Установлено, что основное влияние на распределение напряжений в поперечных сечениях швов здесь оказывает нагруженность источников пластического течения металла: вершины непровара и зоны перехода «шов - основной металл ребра» (точка С на рис. 1 и 2). Очевидно, что при изгибе прочность угловых швов соединений определяется повышенной чувствительностью к поверхностным дефектам. В рамках численного эксперимента выявлено, что для соединений с двухсторонними швами «опасное» сечение (зона предполагаемого'разрушения) приближается по форме к прямолинейному, а для соединений с односторонними швами - напротив, имеет ярко выраженную криволинейную форму. Причем, положение этого сечения отличается от минимального, принимаемого в инженерных расчетах, и определяется конструктивно-геометрическими параметрами: глубиной проплавления (И), площадью наплавленного металла (Г), углом наклона лобовых граней швов (р), а также способом задания внешней нагрузки (%=В/Ь). В соответствии с полученными результатами были приняты расчетные схемы (рис. 1, в-д и рис. 2, в, г) и выбраны методы получения математических моделей.

Используя кинематическую-теорему предельного равновесия для соединений, выполненных двухсторонними лобовыми швами, получено выражение для

Рис. 1. НДС лобового шва таврового соединения при изгибе в различных диапазонах изменения угла Р {а, б) и соответствующие расчетные схемы (в, г, д*)

ля

ем* т )

1 к и 3 / А

_1

в)

б)

лад ъм 4^1 4

К и 0 А

)) I

А

г)

Рис. 2. НДС лобового шва нахлесточного соединения при изгибе в различных диапазонах изменения угла р (а, б) и соответствующие расчетные схемы (в, г)

' Представленная расчетная схема является теоретически возможной.

оценки предельного погонного изгибающего момента соединений:

Мср = ■ iff, ■ К,ьв, (условие прочности: Мшг <Мср), (1)

где: од - предел прочности; у/. (F - фактическая площадь наплавлен-

ного металла, В — толщина ребра для тавровых соединений, толщина соединяемых пластин); К^- коэффициент, зависящий от геометрических параметров

сварных соединений, который можно определить из следующих выражений: 1. Для тавровых соединений:

КпР =

' 1

Т] + -

Ш.

2. Для нахлесточиых соединений

1

• (2)

КпР =

i] +

feP.

sin(/?+ <$>)• sin

sin P sin(/? + вi)-cos0¡

(3)

h

Здесь r¡ - .— - относительная глубина проплавлепия пластин, 0¡- угол, опреде-*J2F

ляющий положение «опасного» сечения.

Формулы и методика определения угла 0, для тавровых и нахлесточиых соединений подробно описаны в. диссертации.

Решение для тавровых и нахлесточиых соединений, выполненных односторонними угловыми швами, получено методом линий скольжения:

Г , л2

■sin2/?, . (4)

М - — -F-K ■

» -S р

i

V

где Кр- коэффициент усиления, зависит от угла /? наклона лобовой грани шва.

Методика определения коэффициента Кр описана в диссертации.

Приемлемость предлагаемых подходов проверена экспериментальными и численно-экспериментальными методами. В частности, сравнительный анализ результатов вычисления положений «опасных» сечений для различных типов соединений при изгибе с данными МКЭ показал их удовлетворительную сходимость. Проверка формул (1) - (4) на натурных образцах, нагруженных изгибающим моментом, также показала хорошее согласование теоретических и экспериментальных значений предельного изгибающего момента.

Полученные уточненные решения позволяют не только оценивать несущую способность тавровых и нахлесточиых соединений, но и выполнять оптимиза-

цию их угловых швов, производить нормирование дефектов. Это, в свою очередь, позволяет разработать мероприятия по снижению объема наплавленного металла и значительно увеличить срок службы сварной конструкции.

В третьей главе рассмотрены вопросы оценки влияния трещиноподобных дефектов на прочность сварных соединений с лобовыми угловыми швами, работающих при изгибе в условиях хрупкого и квазихрупкого разрушений. В результате обзора литературных источников установлено, что в заданных условиях не-провары и подрезы сварных соединений, зачастую, работают как, трещины. Поэтому в качестве метода теоретических исследований были выбраны подходы линейной и нелинейной механики разрушения на базе МКЭ (ПК «А^УБ»).

В рамках решения хрупкой задачи был проведен предварительный анализ НДС вблизи вершин рассматриваемых дефектов. Установлено, что локальные напряжения в указанных зонах соединений определяются совместным действием К] и Кц (коэффициенты интенсивности напряжений 1-го и 2-го порядков). Причем, для дефектов типа «непровар», в отличие от случая растяжения, при изгибе наблюдается варьирование Кц в достаточно широких пределах. В связи с этим, во избежание усложнения использования полученных решений, использовали частный случай теории обобщенного нормального разрыва, разработанной А.Е. Андрейкиным:

КГ = —-"зт, , здесь 0О = 2 •агс%

где: Л"™* - обобщенный коэффициент интенсивности напряжений.

Влияние Кц на напряженное состояние вблизи подрезов минимально. Поэтому при решении соответствующей задачи данный коэффициент не учитывался.

Определение коэффициентов и Кц в зависимости от конструктивно-геометрических параметров соединений и размера дефектов осуществлялось на численных моделях МКЭ, нагруженных чистым поперечным изгибом. Непрова-ры и подрезы моделировались «идеальными» трещинами длиной /. Для тавровых соединений с центральным непроваром (рис. 3, а) аналогично пластической задаче, использовались несколько серий моделей с определенными значениями глубины проплавления (//#=0.1... 1). Для каждой серии, характеризуемой некоторой постоянной величиной проплавления, угол р наклона лобовой грани швов

4 К„

(5)

Рис. 3. Конечно-элементные модели тавровых соединений, выполненных двухсторонними швами: а - с центральным непроваром, б- с подрезами

К'Г

а -л/я ■/

0,25

0,23 0.2 0,18 0,15 0.13 0,1 0,07 0,05 0,03

о

О 0,1 0,2 0,3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 О.Э 1,0

Рис. 4. Результаты вычислений коэффициентов интенсивности напряжений в области вершин непроваров двухсторонних тавровых соединений, полученные МКЭ: кривые 1, 6 - /?=30°, кривые 2, 7 - /3= 45°, кривые 3, 8 - /5=60°, кривые 4, 9 -/3=15°, кривые 5, 10-/3= 90° (--Аг2 /5 =0.5,------к2/В =0.375).

изменяли от 30 до 75°. Дополнительно, в процессе теоретического анализа варьировали параметр кг / В от 0.375 до 0.5. Значения были получены в ходе решения линейно упругих задач для плоской деформации по методике, описанной в диссертации. В качестве примера на рис. 4 представлены результаты вычислений для'тавровых соединений с центральным дефектом (рис. 3, а) в виде графических зависимостей. ;

Данные зависимости были аппроксимированы в виде следующего математического выражения:

КГ =ъптизг

•1.005 IseC'

п

I

В + у/-кг

-0.3

(6)

(В + ук2У

где: Мтг- величина изгибающего момента; / - величина непровара; В - толщина ребра таврового (крестового) соединения; у/— параметр, зависящий от геометрических параметров соединения:

2.85

tg2 \Р +

я

1.22В

2.85 —

1

V

4 ■tg2/3\B + k1

I

(7)

кг - катет сварного шва; /?- угол наклона лобовой грани сварного шва.

Для вычисления коэффициентов интенсивности напряжений в области подрезов зоны «шов - основной металл» использовались модели, представленные на рис. 3, б. Оценка напряженного состояния в области вершины дефекта, расположенного в растянутой зоне, осуществляли с учетом изменения параметра 21/В (0.05...0.45) и угла наклона лобовой грани /?(30...75°). В результате вычислений получено следующее выражение:

Ki=:

Мтг 3-tg l в ,

(0.5 B~lf12 1 tf-sini— + 0.14I

1 +

0.43(Д-4/) '(В+ 40

(8)

Аналогичным образом выполнен анализ трещиностойкости для односторонних тавровых и нахлесточных соединений с дефектами. Соответствующие графические и математические зависимости представлены в диссертации.

Для решения квазихрупкой задачи изгиба соединений с угловыми швами в диссертации на основании критерия Е.М. Морозова с учетом рекомендаций

В.И. Махненко получено следующее выражение:

Мг- I , М' .(»

у \.чКю)

где: Мр - разрушающий изгибающий момент; А/. - предельный изгибающий момент при вязком разрушении, который можно определить по формулам (1)-(4); 77 > 1.0 - коэффициент, учитывающий наличие притупления р в вершине непровара соединения и малую толщину испытываемых образцов (расчетная формула представлена в диссертации); К1С - вязкость разрушения (характеристика материала)^^//)- поправочная функция, учитывающая геометрическую форму соединения, Р(ц/) — ^"ах> (Кцтзх)~ коэффициент интенсивности напряжений,

равный тах\к,е"Рш,К?}; К"'"р = К™" и К" - коэффициенты интенсивности вблизи вершин соответственно непровара и подреза).

Анализ полученных результатов в сравнении с данными экспериментальных исследований показал их удовлетворительное соответствие и подтвердил приемлемость предлагаемых подходов для оценки хрупкой и квазихрупкой прочности.

Четвертая глава посвящена разработке методов оценки работоспособности механически неоднородных стыковых сварных соединений при изгибе в условиях вязкого разрушения.

Основными параметрами, определяющими прочность механически неоднородных сварных соединений (рис. 5) при изгибе и растяжении в условиях плоской деформации, являются: степень механической неоднородности Кв=авТ/авм, относительная толщина мягкой прослойки х = форма мягкой прослойки и неравномерность распределения прочностных свойств по объему прослойки.

В качестве основного метода теоретического исследования был выбран метод линий скольжения. Предварительно, для выявления основных закономерностей влияния вышеуказанных параметров на работоспособность соединений при изгибе был выполнен качественный анализ их предельного состояния при данном типе нагружения методом конечных элементов. В результате применения МКЭ были получены поля пластических деформаций, определены характерные напряженно-деформированные состояния для различного сочетания конструктивно-геометрических параметров соединений и построены эгаоры нормальных

и касательных напряжений. Установлено, что механизм контактного упрочнения при растяжении (сжатии) и изгибе схожи. Но имеется ряд особенностей, не позволяющих использовать уже известные расчетные зависимости для случая с изгибом. Например, в отличие от растяжения при изгибе наблюдаются две линии ветвления пластического течения мягкой прослойки, расположенные симметрично относительно нейтральной оси У в зоне растяжения и в зоне сжатия (рис. 5, в). Эти линии, представленные точками О, и Ог, являются зонами максимальных нормальных напряжений и определяют место смены знака касательных напряжений. Положения этих точек в центральном сечении прослойки зависят от параметров Кв и х> и соответствуют расстоянию от нейтральной оси, равному не более одной четверти высоты сечения (В/4) как в зоне растяжения, так и в зоне сжатия. Непосредственно возле нейтральной оси наблюдается смена знака нормальных напряжений и зона относительного застоя пластического течения.

ЕЗ

Рис. 5. Расчетные схемы механически неоднородных сварных соединений с полным проплавлением (а), центральным непроваром (б) и поле пластических перемещений бездефектного соединения с Кн<4 и £«0.3 (в) при изгибе.

Выявленные закономерности в сочетании с ранее установленными моделями механического поведения линий скольжения и условием неразрывности касательных напряжений позволили построить сетки линий скольжения. По полученным для наиболее характерных случаев сеткам было выполнено математическое описание напряженного состояния областей прослоек соединений, нагру-

женных изгибом. Используя полученные формулы для определения напряжений, условие статической эквивалентности внутренних напряжений и внешних усилий и данные работ Шахматова М.В., Ерофеева В.В. и Айметова Ф.Г. было предложено выражение для расчета предельного изгибающего момента неоднородных соединений с прямоугольной мягкой прослойкой:

1

2Кв-\ 2Кп -1

X"

(10)

где: ш ~ 2 - предельный момент для пластины, выполненной из ме-

талла прослойки (М); Кхи - коэффициент контактного упрочнения мягкой прослойки при статическом изгибе, зависящий от % (формула для определения коэффициента представлена в диссертации).

Оценка влияния центрального щелевидного концентратора (непровара) на прочность механически неоднородных соединений при изгибе (рис. 5, 6) осуществлялась по аналогичному алгоритму. Предварительный анализ МКЭ позволил выявить два характерных диапазона изменения относительных размеров дефекта. При ИВ<х влияние дефекта ограничивается изменением контактного упрочнения на участке возле нейтральной оси У соединения (т.е. на участке между линиями ветвления пластического течения). Рост размера концентратора до 1/В>х ведет к изменению контактного упрочнения по всему сечению, увеличению расстояния между линиями ветвления, снижению влияния параметра Кв на прочность соединений. По полученным МКЭ полям пластических деформаций и эпюрам напряжений с использованием известных научных наработок кафедры были построены сетки линий скольжения. В результате математического описания сеток с учетом данных работ Шахматова М.В., Ерофеева В.В и Айметова Ф.Г. предложена формула для оценки величины предельного момента соединений с щелевым концентратором (непроваром) в центральной части мягкой прослойки:

\2

1-(Ш»Г , 2{Ка-\)к1 2Кв-\ 2Кд -1 "

(П)

где: К'хи - коэффициент контактного упрочнения'мягкой прослойки с непроваром в центральной корневой части при нагружении статическим изгибом, зависящий от параметров % и 1/В (формулы для определения коэффициента в зависимости от диапазона изменения 1/В представлены в диссертации).

15

Проверка полученных расчетных зависимостей, выполненная на натурных образцах из титанового сплава ПТ-ЗВ и стали ЭП678, показала их удовлетворительное соответствие экспериментальным данным. При испытании образцов была сделаны поправки на неравномерное распределение механических свойств поперек мягких швов и прогибы образцов.

На основании анализа полученных расчетных данных, в т.ч. формул (10) и (11), в диссертации предложены расчетные методы, позволяющие осуществлять оптимизацию геометрических параметров прямоугольных мягких прослоек в зависимости от степени механической неоднородности и размера центрального непровара (при его наличии), а также выполнять нормирование дефектов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В ходе теоретического анализа, выполненного МКЭ, исследовано напряженно-деформированное состояние различных моделей тавровых и нахлесточ-ных сварных соединений с непроварами при нагружении внешним поперечным изгибом. Показано, что несущая способность таких соединений в условиях вязкого разрушения в значительной степени определяется как геометрическими параметрами сварных швов, так и размерами дефектов. При этом положение «опасного» сечения не совпадает с минимальным, а его форма отличается некоторой кривизной, степень которой зависит от общей геометрии соединений.

2. В результате применения кинематической теоремы предельного равновесия и метода линий скольжения в совокупности с МКЭ были получены расчетные методы определения максимального показателя напряженного состояния различных типов соединений с угловыми лобовыми швами в условиях статического изгиба. Установлено, что предельный изгибающий момент в условиях вязкого разрушения определяется следующими параметрами: глубиной проплавле-ния (И), площадью наплавленного металла (I7), углом наклона лобовых граней швов (/9), а также способом задания внешней нагрузки (%). Причем, увеличение А способствует в значительной степени большему повышению прочности, чем это можно было бы ожидать только от увеличения площади опасного сечения.

3. Прочность соединений при изгибе характеризуется повышенной чувствительностью к поверхностным дефектам. Это выражается в более жесткой зависимости показателей напряженного состояния от размеров указанных несплош-ностей. Центральный дефект при незначительных размерах может оказывать минимальное влияние. Необходимо также учитывать следующее: плоскостные

сварочные дефекты типа непроваров и подрезов, зачастую, оказывают на хрупкую прочность сварных соединений такое же влияние, как и трещины.

4. В ходе численного эксперимента, выполненного на теоретических моделях сварных соединений с угловыми швами, основываясь на подходах ЛМР, были получены математические зависимости, позволяющие оценивать трещино-стойкость таких соединений при воздействии поперечного изгиба. Анализ полученных результатов показал, что прочность рассматриваемых соединений в условиях хрупкого (квазихрупкого) разрушений в значительной степени зависит от их конструктивно-геометрических параметров: размера дефекта (¡/В), величины катета шва (к2/В) в плоскости иепровара и угла наклона лобовой грани шва (/5).

5. Использование комбинированного критерия для условий статического (квазистатического) нагружения рассматриваемых соединений с трещиноподоб-ными дефектами позволяет с единых позиций рассматривать вязкое, хрупкое и квазихрупкое разрушения. При этом достоверные результаты могут быть получены на основе выведенных ранее зависимостей для определения характеристик трещиностойкости и макропластичности.

6. Полученные уточненные решения для оценки работоспособности нахле-сточных и тавровых соединений в условиях вязкого, хрупкого и квазихрупкого разрушений позволяют на стадии эксплуатации повысить достоверность оценки выявляемых при диагностике дефектов, па стадии конструктивно-технологического проектирования выполнять оптимизацию их угловых швов для увеличения несущей способности и производить нормирование дефектов. Это, в свою очередь, позволяет разработать мероприятия по снижению объема наплавленного металла и значительно увеличить срок службы сварной конструкции.

7. Для тавровых соединений с неполным проплавлением оптимальными с точки зрения обеспечения максимальной прочности при растяжении и изгибе являются лобовые швы с углом наклона внешней грани к основанию: Д„„, = 60° -для двухсторонних и ропт = 45.. .60° - для односторонних соединений. В двухсторонних тавровых соединениях при увеличении глубины проплавления оптимальный угол грани может быть увеличен: Д,„„ = 60...70°. В нахлестанных соединениях аналогичные углы рекомендуется выполнять: 7„„„г=(90°-/?)=45...60о -для двухсторонних и /Запт = 45...60° - для односторонних соединений.

8. Для малоуглеродистых и низколегированных сталей целесообразно применение более прочных («твердых») угловых швов, чем основной металл. Причем, достаточно превышения прочности шва на 20-25%, что можно обеспечить

правильно подобранным сочетанием сварочных материалов.

9. Предложен расчетный метод для определения предельного изгибающего момента (Мгр) стыковых сварных соединений, содержащих мягкую прослойку. Величина М„р значительно зависит от степени механической неоднородности (Кв) и относительной толщины мягкой прослойки (#). С уменьшением последней Мпр возрастает по гиперболической зависимости. Качественно данная зависимость такая же, как и для статического растяжения, но в количественном плане диапазон относительных толщин мягких прослоек, где действует эффект контактного упрочнения, существенно сужен.

10. На основе теоретических и экспериментальных исследований предложена формула для определения предельного изгибающего момента для сварных соединений с щелевидным дефектом в центральной части мягкой прослойки. Анализ полученных выражений показал, что центральный дефект при своих незначительных размерах может оказывать минимальное влияние на степень контактного упрочнения и величину предельного изгибающего момента. При этом существует возможность получения равнопрочного сварного соединения при правильно подобранных физических и геометрических параметрах прослойки.

11. Предложенные расчетные зависимости позволяют на стадии конструктивно-технологического проектирования выбирать размеры ослабленных участков, присадочный материал для сварки, определяющий степень механической неоднородности соединения, и производить оценку опасности дефектов сварки при контроле качества сварных соединений.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Шахматов, М.В. Оценка несущей способности тавровых сварных соединений с непроварами в условиях вязкого разрушения при изгибе [Текст] / М.В. Шахматов, С.Ф. Айметов, Ф.Г. Айметов // Сварочное производство. - 2008. -№4.-С. 11-16.

2. Айметов, С.Ф. Работоспособность лобовых швов тавровых соединений при изгибе [Текст] / С.Ф. Айметов // Материалы научно-технической конференции «XXVI Российская школа по проблемам науки и технологий». - Миасс: МСНТ.-2006.-С. 49.

3. Шахматов, М.В. Работоспособность лобовых швов нахлесточных соеди-

нений при вязком разрушении в условиях изгиба [Текст] / М.В. Шахматов, С.Ф. Айметов, Ф.Г. Айметов // Сварщик-профессионал. - 2006. - №4. - С. 23-24.

4. Шахматов, М.В. Анализ сварных металлоконструкций грузоподъемных кранов общего назначения [Текст] / М.В. Шахматов, С.Ф. Айметов, Ф.Г. Айметов // Интеллектика, логистика, системология: сб. научн. тр. - Челябинск, 2004. - Вып. 13.-С. 173-182.

5. Шахматов, М.В. Влияние геометрии лобовых швов на несущую способность тавровых соединений с трещипоподобными дефектами при изгибе [Текст] / М.В. Шахматов, Ф.Г. Айметов, С.Ф. Айметов // Сварщик-профессионал. - 2006. - №2.-С.18-19.

6. Шахматов, М.В. К вопросу о расчетах сварных металлоконструкций кранов [Текст] / М.В. Шахматов, Ф.Г. Айметов, С.Ф. Айметов // Материалы научно-технической конференции «Наука-Образовапие-Производство», посвящеппой 60-летию Нижнетагильского технологического института УГТУ-УПИ. В 3 т. Т. 2: Сварка, реновация и инженерия поверхности. Н-Тагил: НТИ (ф) ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - 2004. - С. 38-39.

7. Айметов, С.Ф. Оценка влияния параметров мягкой прослойки на прочность стыковых сварных соединений, нагруженных изгибом [Текст] / С.Ф. Айметов, Ф.Г. Айметов // Наука ЮУрГУ: материалы 61-й научной конференции. Секции технических наук. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. - Т.2. - С. 86-89.

8. Шахматов, М.В. К вопросу о расчетах сопротивления усталости элементов металлоконструкций подъемных кранов [Текст] /М.В. Шахматов, С.Ф. Айметов // Интеллектика, логистика, системология: сб. научн. тр. - Челябинск: Изд. ЧНЦ РАЕН, РУО МАИ, ЧРО МАНПО, ЧРО МААНОИ, 2003. -Вып. 9.-С. 38-40.

9. Щербаков, И.А. Оценка работоспособности и остаточного ресурса сварных конструкций мостовых перегружателей [Текст] / И.А. Щербаков, С.Ф. Айметов, М.В. Ерофеев // Материалы научно-технической конференции «Наука-Образование-Производство». В 4 т. Т. 3: «Сварка - Реновация -Триботехника». Н-Тагил: НТИ (ф) ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - 2007. - С. 55.

Отпечатано и сброшюровано в ООО «Полиграф-Мастер» г. Челябинск, ул. Академика Королева,26 тел.: (351) 281-01-64,281-01-65,281-01-66 E-mail: P-master78@mail.ru Государственная лицензия на издательскую деятельность ИД № 02758 от 04.09.2000 г. Государственная лицензия на полиграфическую деятельность ПД № 11 -0092 от 17.11.2000 г. Подписано в печать 20.04.2011. Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 573

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РАБОТОСПОСОБНОСТИ 11 СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ИЗГИБЕ

1.1. Условия работы сварных соединений с угловыми швами. Типы и 11 виды дефектов сварных конструкций

1.2. Особенности разрушений соединений с трещиноподобными 14 несплошностями

1.3. Основные представления о влиянии трещиноподобных 17 несплошностей на прочность сварных соединений с угловыми швами при нагружении изгибом

1.4. Условия появления и виды механической неоднородности 33 сварных соединений

1.5. Основные теоретические представления о работоспособности 35 механически неоднородных стыковых сварных соединений при изгибе

1.5.1. Учет влияния механической неоднородности на прочность 35 сварных соединений

1.5.2. Учет влияния дефектов щелевидной формы на несущую 44 способность однородных и механически неоднородных сварных соединений

1.6. Цель и задачи настоящей работы

2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ВЯЗКОЙ ПРОЧНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ С УГЛОВЫМИ ШВАМИ, 59 ВЫПОЛНЕННЫМИ С НЕПОЛНЫМ ПРОПЛАВЛЕНИЕЙ, ПРИ ИЗГИБЕ

2.1. Выбор методов решения поставленной вязкой задачи

2.2. Основные условия и допущения

2.3. Напряженно-деформированное состояние и работоспособность сварных соединений с угловыми швами, выполненными с неполным ^ проплавлением, в условиях статического (квазистатического) изгиба

2.3.1. Соединения с центральными трещиноподобными дефектами

2.3.2. Сварные соединения с примыкающими трещиноподобными 74 дефектами

2.3.3. Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных оценок предельного сопротивления вязкому разрушению сварных соединений gQ с угловыми швами

Выводы по главе

3. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТРЕЩИНОПОДОБНЫХ ДЕФЕКТОВ НА хрупкую и квазихрупкую прочность соединений с

ЛОБОВЫМИ УГЛОВЫМИ ШВАМИ, РАБОТАЮЩИХ ПРИ ИЗГИБЕ

3.1. Выбор методов решения поставленных хрупкой и квазихрупкой 90 задач

3.2. Несущая способность сварных соединений с угловыми швами при 94 хрупком разрушении в условиях статического изгиба

3.2.1. Тавровые двухсторонние соединения с неполным 96 проплавлением

3.2.2. Односторонние тавровые и нахлесточные соединения

3.3. Несущая способность сварных соединений с угловыми швами при 113 статическом изгибе в условиях квазихрупкого разрушения

3.4. Анализ полученных результатов в сравнении с данными 117 экспериментальных исследований

Выводы по главе

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МЕХАНИЧЕСКИ НЕОДНОРОДНЫХ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ш ПРИ ИЗГИБЕ В УСЛОВИЯХ ВЯЗКОГО РАЗРУШЕНИЯ

4.1. Выбор метода теоретического исследования, основные условия и 124 допущения

4.2. Особенности напряженно-деформированного состояния и несущая способность сварных соединений, ослабленных мягкой прослойкой, при статическом изгибе

4.3. Напряженное состояние и несущая способность сварных 142 соединений с непроваром в мягкой прослойке при статическом изгибе

Выводы по главе

Проблема повышения надежности работы сварных конструкций и совершенствования рациональных норм их проектирования до настоящего времени сохранила свою актуальность. Ее решение связано с расширением номенклатуры используемых материалов, с разработкой новых конструктивных форм и технологических процессов.

Решение поставленных задач невозможно без создания^ уточненных надежных методов расчета сварных соединений на прочность, которые учитывали бы в полной мере условия изготовления и эксплуатации конструкций, а также механические свойства материалов.

Надежность, долговечность и безопасность работы сварных и паяных конструкций в процессе эксплуатации в значительной степени определяются качеством выполнения сварных соединений. В настоящее время технология сварки достигла высокого уровня, однако вероятность появления технологических дефектов при изготовлении конструкций достаточно высока. Исходя из обеспечения максимальной надежности, установлены весьма жесткие нормы на допустимые дефекты, размеры которых, как правило, выбраны как минимально возможные при заводском применении хорошо отработанных технологических процессов сварки. Следствием такой постановки нормирования технологических дефектов является значительный объем ремонтных работ по их исправлению, целесообразность которых нельзя признать всегда обоснованной. Исправление дефектов после их обнаружения осуществляется, как правило, механическим способом (например выборкой) с последующей подваркой дефектного участка сварного соединения. Отметим, что исправление дефектов подваркой сопровождается повторным местным нагревом, что связано с перераспределением легирующих элементов, повышением уровня остаточных напряжений и т.п. [1, 2 и др.]. Кроме того, исправление дефектов с помощью подварки в ряде случаев проводится при неполной защите, что способствует насыщению материала в зоне подварки кислородом, водородом и другими газами. Сказанное свидетельствует о том, что по мере1 возможности необходимо сводить объем ремонтных работ по выборке и исправлению дефектов к минимуму и исправлять лишь дефекты, которые могут привести к резкому снижению работоспособности сварных соединений. В связи с этим на передний план выходят вопросы, связанные с определением диапазонов допустимых размеров дефектов на основе оценки несущей способности сварных соединений. Решение этих задач непосредственно связано с необходимостью создания точных и надежных расчетных методов для оценки прочности сварных соединений с дефектами.

Оценке влияния различных технологических дефектов сварки на работоспособность сварных конструкций, в том числе и механически неоднородных, и созданию принципов нормирования дефектов посвящен ряд работ [3, 4', 5, 6, 7, 8 и др.]. Однако, авторы, как правило, ограничивались рассмотрением сварных соединений, работающих в условиях статического растяжения. Методы и подходы, предложенные в работах, посвященных изгибу соединений, обладают рядом существенных недостатков, не позволяющих научно-обоснованно осуществлять рациональное проектирование и нормирование дефектов [81]. В то же время, изгиб является одной из основных схем эксплуатационного нагружения конструкций, часто используется при технологических операциях, предшествующих операции сборки (гибка, правка и т.д.), а также применяется на стадии оценки механических свойств при испытании образцов [9, 10, 11 и др.]. Испытания на изгиб более удобны при оценке температур перехода из хрупкого состояния в пластичное, обладают большей мягкостью по сравнению с растяжением, что позволяет оценивать свойства материалов, хрупко разрушающихся при растяжении. Простота и наглядность результатов, получаемых при испытании на изгиб, привели к разработке ряда технологических проб, применяемых в заводских условиях. Задачей этих проб является оценка пластичности деформированных конструкций (листов, труб и т.д.). ГОСТ 14019-80 "Методы испытаний на изгиб" предусматривает изгиб сосредоточенной силой плоских образцов из проката, поковок и т.п. Кроме того, существуют пробы на перегиб1 листа; ленты (ГОСТ 13813-68), в которых фиксируется заданное число перегибов до появления первой трещины и т.д.

С точки зрения рационального проектирования* повышенный интерес вызывают сварные соединения, выполненные угловыми швами. В работах [12. 13, 14] показано; что доля угловых швов от общей протяженности швов, различных типов соединений сварных конструкций, эксплуатируемых в настоящее время, составляет 70-80%. И соответственно, на них приходится большая часть всех разрушений, имеющих место в условиях эксплуатации.

В настоящее время основные типы, конструктивные элементы и размеры швов тавровых и нахлесточных соединений, выполняемых сваркой (ручной, в защитных газах и автоматической сваркой под. флюсом), определяются по, ГОСТ 5264-80; ГОСТ 14771-76 и ГОСТ 8713-79 соответственно. Их требования распространяются на соединения из сталей, а также сплавов на железоникелевой основах. Данные работы [15] свидетельствуют о том, что, зачастую, размеры угловых, сварных швов, выполненных по этим ГОСТам, являются явно завышенными. Авторы указали на необходимость доработки существующих ГОСТов; которая должна быть направлена на рациональное уменьшение расхода сварочных материалов. Последнее невозможно без использования надежных и точных расчетных методик. С другой стороны, еще в 1965 г. проф. Н.О. Окерблом, рассматривая в своей, публикации [119] возможности и перспективы развития сварных конструкций, предложил применять тавровые соединения с частичным скосом кромки (т.е. с непроваром в корне шва и меньшим объемом наплавленного металла). Данное решение, по мнению автора, должно являться компромиссным, обеспечивающим минимальные затраты времени и труда на изготовление конструкции и при этом удовлетворяющим требованиям прочности за счет изыскания резервов несущей способности соединений при сочетании оптимальных геометрических параметров с повышенной прочностью сварных швов. И опять же автор указывает на необходимость совершенствования расчетных методов оценки работоспособности, долговечности и технологичности сварных конструкций. Теоретические и экспериментальные исследования в этом направлении описаны в работах O.A. Бакши [16, 17, 18, 19], В.А. Винокурова [20, 21, 22], Г.А. Николаева [23], С.А. Данилова [24, 25], М.В. Шахматова [26, 27, 28, 29]* и др. Однако, как было уже замечено, данные работы в основном ориентированы на-случай растяжения. Как показывает литературный анализ, вопрос оценки работоспособности сварных соединений с угловыми швами в условиях изгиба практически не исследован.

Известно, что технологический процесс изготовления сварных конструкций нередко порождает возникновение механической неоднородности в зоне сварного шва. Пренебрежение этим фактором может привести к значительным погрешностям в оценке прочности сварной конструкции. Вопрос оценки влияния мех. неоднородности на прочность сварных узлов вызывает повышенный интерес применительно к стыковым' соединениям. В этой связи большое значение имеют исследования, посвященные работоспособности сварных соединений при различных условиях нагружения, описанные в работах А.Л.Немчинского, О.А.Бакши, Р.З.Шрона, Н.А.Клыкова, А.Н.Моношкова, М.В.Шахматова и ряда других авторов.

При анализе влияния механической неоднородности на работоспособность сварных соединений основное внимание было уделено их наименее прочным участкам - "мягким прослойкам", в качестве которых могут выступать: шов (обычно при сварке титановых и алюминиевых сплавов, высоко- и средне легированных сталей и других материалов), зона термического влияния при сварке термоупрочпенных или нагартованных материалов, спай в паяных соединениях и т.д.

В результате многочисленных теоретических и экспериментальных исследований [30, 31, 32] установлено, что сознательное регулирование геометрических размеров и , механических свойств мягкой прослойки позволяет повысить механические свойства всего сварного соединения и даже обеспечить его равнопрочность с основным металлом. Повышение прочности сварного соединения при этом объясняется эффектом контактного упрочнения мягкой прослойки, заключающимся в возникновении в ней объемного напряженного состояния, вследствие сдерживания пластических деформаций в прослойке соседними более прочными участками сварного соединения.

Работоспособности сварных соединений с мягкими прослойками уделяется большое внимание в научной литературе. Однако некоторые вопросы, представляющие значительный научный и практический интерес, были изучены недостаточно. В частности, практически не исследована несущая способность механически неоднородных сварных соединений, работающих в условиях изгибных нагрузок. В литературе имеются лишь отдельные работы экспериментального и расчетного характера, посвященные анализу работоспособности механически неоднородных сварных соединений при изгибе [33, 34, 35], в которых рассматриваются отдельные частные случаи. В тоже время значительный объем исследований, выполненный для случая нагружения сварных конструкций в условиях статического растяжения, показал многообразие характера механического поведения данных соединений в зависимости от основных конструктивно-геометрических параметров,« что позволило вскрыть имеющиеся резервы их несущей способности за счет рационального сочетания различных параметров соединения. Практический интерес представляют и аналогичные задачи повышения несущей способности сварных соединений в условиях действия изгибных нагрузок.

При нагружении изгибом соединений с небольшим отличием прочностных характеристик мягкого и твердого металла, последний интенсивно вовлекается в пластическую деформацию, тем самым снижая эффект контактного упрочнения мягкой прослойки. Существующие подходы

36, 37, 38] учета неполной реализации контактного упрочнения мягких прослоек разработаны для оценки прочности рассматриваемых соединений для случая их статического растяжения не позволяет их использовать при анализе несущей способности соединений, работающих при изгибе.

Особенностью напряженно-деформированного состояния сварных соединений, работающих на изгиб, является нелинейный характер их нагружения, кроме того, в области сварного шва появляются перенапряжения, обусловленные совместным действием изгиба и дефекта. В связи с этим, несомненный интерес вызывают вопросы, связанные с исследованием влияния различных дефектов сварки на работоспособность механически неоднородных сварных соединений при изгибе.

Исходя из вышеизложенного была поставлена цель настоящей работы и сформулированы соответствующие задачи, описанные в разделе 1.6 диссертации.

По материалам диссертации опубликованы 9 печатных работ. Основная часть полученных результатов внедрена при проектировании и производстве ответственных конструкций на предприятиях промышленного комплекса и в проектно-экспертных организациях. Соответствующие документы приведены в приложении.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы и приложений. Она изложена на 179 стр., содержит 73 рисунка и 11 таблиц. Библиография содержит 156 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В ходе теоретического анализа, выполненного МКЭ, исследовано напряженно-деформированное состояние различных моделей тавровых и нахлесточных сварных соединений с непроварами при нагружении внешним поперечным изгибом. Показано, что несущая, способностытаких соединений в условиях вязкого разрушения? в значительной степени определяется! как геометрическими параметрами сварных швов; так и размерами* дефектов. При этом положение «опасного» сечения не совпадает с минимальным, а- его форма отличается некоторой кривизной, степень которой зависит от общей геометрии соединений.

2. В результате применения кинематической теоремы предельного равновесия и метода линий скольжения в совокупности с МКЭ были получены расчетные методы определения максимального показателя напряженного состояния различных типов соединений с угловыми лобовыми швами в условиях статического изгиба. Установлено, что предельный* изгибающий, момент в условиях вязкого разрушения определяется следующими параметрами: глубиной проплавления (К), площадью наплавленного металла (Т7), углом наклона лобовых граней швов (/?), а также способом задания внешней нагрузки (%). Причем, увеличение к способствует в значительной степени большему повышению прочности, чем это можно было бы, ожидать только от увеличения площади опасного сечения.

3. Прочность соединений при изгибе характеризуется повышенной чувствительностью к поверхностным дефектам. Это выражается в более жесткой зависимости показателей напряженного состояния от размеров указанных несплошностей. Центральный дефект при незначительных размерах может оказывать минимальное влияние. Необходимо также учитывать следующее: плоскостные сварочные дефекты типа непроваров и подрезов, зачастую, оказывают на хрупкую прочность сварных соединений такое же влияние, как и трещины.

4. В ходе численного эксперимента, выполненного на теоретических моделях сварных соединений с угловыми швами, основываясь на подходах ЛМР, были получены математические зависимости, позволяющие оценивать трещиностойкость таких соединений при воздействии поперечного изгиба.

Анализ полученных результатов показал, что прочность рассматриваемых соединений в условиях хрупкого (квазихрупкого) разрушений в значительной степени зависит от их конструктивно-геометрических параметров: размера дефекта (1/В'), величины катета шва (к2/В) в плоскости непровара и угла наклона лобовой грани'шва (у3).

5. Использование комбинированного критерия для условий статического (квазистатического) нагружения рассматриваемых соединений с трещиноподобными дефектами позволяет с единых позиций, рассматривать вязкое, хрупкое и квазихрупкое разрушения. Ири этом достоверные результаты могут быть получены на основе выведенных ранее зависимостей для определения характеристик трещиностойкости и макропластичности.

6. Полученные уточненные решения для оценки работоспособности нахлесточных и тавровых соединений в условиях вязкого, хрупкого и квазихрупкого разрушений позволяют на стадии эксплуатации повысить достоверность оценки выявляемых при диагностике дефектов, на стадии конструктивно-технологического проектирования выполнять оптимизацию их угловых швов для увеличения несущей способности и производить нормирование дефектов. Это, в свою очередь, позволяет разработать мероприятия по снижению объема наплавленного металла и значительно1 увеличить срок службы сварной конструкции.

7. Для тавровых соединений с неполным проплавлением оптимальными с точки зрения обеспечения максимальной прочности при растяжении и изгибе являются лобовые швы с углом наклона внешней грани к основанию: /3опт = 60°

- для двухсторонних и /3опт = 45.60° - для односторонних соединений. В двухсторонних тавровых соединениях при увеличении глубины проплавления оптимальный угол грани может быть увеличен: Д,,„„ = 60.70°. В нахлесточных соединениях аналогичные углы рекомендуется выполнять: ;ко,„,,=(90°-/5)=45.60°

- для двухсторонних и ропт = 45.60° - для односторонних соединений.

8. Для малоуглеродистых и низколегированных сталей целесообразно применение более прочных («твердых») угловых швов, чем основной металл. Причем, достаточно превышения прочности шва на 20-25%, что можно обеспечить правильно подобранным сочетанием сварочных материалов.

9. Предложен расчетный метод для определения предельного изгибающего момента (Мпр) стыковых сварных соединений, содержащих мягкую прослойку.

Величина Мпр значительно зависит от степени механической неоднородности (Кв) и относительной толщины мягкой прослойки (%). С уменьшением последней Мпр возрастает по гиперболической зависимости. Качественно данная зависимость такая же, как и для статического растяжения, но в количественном плане диапазон относительных толщин мягких прослоек, где действует эффект контактного упрочнения, существенно сужен.

10. На основе теоретических и экспериментальных исследований предложена формула для определения предельного изгибающего момента для сварных соединений с щелевидным дефектом в центральной части мягкой прослойки. Анализ полученных выражений показал, что центральный дефект при своих незначительных размерах может оказывать минимальное влияние на степень контактного упрочнения и величину предельного изгибающего момента. При этом существует возможность получения равнопрочного сварного соединения при правильно подобранных физических и геометрических параметрах прослойки.

11. Предложенные расчетные зависимости позволяют на стадии конструктивно-технологического проектирования выбирать размеры ослабленных участков, присадочный материал для сварки, определяющий степень механической неоднородности соединения, и производить оценку опасности дефектов сварки при контроле качества сварных соединений.

1. Матюшкин, Б.А. Влияние подварок на сопротивляемость сварных соединений сплавов титана замедленному разрушению / Б.А*. Матюшкин, А.И. Горшков // Сварочное производство. 1973. - №10 -С.28-30.*

2. Борисова, Е.А. Влияние количества и качества подварок на работоспособность сварных соединений титановых сплавов / Е.А.Борисова, И.И. Шашенкова, И.И. Машуйков // Сварочное производство.-1976.-№10.-С.37-38.

3. Беляев, Б.Ф. Прочность сварных соединений с дефектами при низких температурах / Б.Ф. Беляев // Выбор и обоснование методов и норм контроля качества сварных соединений: Темат. сб. научн.тр.- JT.: Ленингр.дом научн. техн. пропаганды, 1976.-С.45-52.

4. Лукьянов, В.Ф. Разработка методов оценки трещиностойкости сварных оболочковых конструкций при малоцикловом нагружении.: автореф.дис. д-ра.техн.наук / В.Ф. Лукьянов. М: МВТУ им. Н.Э.Баумана,1985.-32 с.

5. Макаров, И.И. Критерии оценки технологических дефектов в сварных конструкциях / И.И. Макаров // Сварочное производство.- 1975.-№12.-С.9-12.

6. Николаев, Г.А. Влияние дефектов сварки на механические свойства сварных соединений / Г.А. Николаев, C.B. Румянцев // Вопросы прочности металлов и конструкций: Темат.сб. научн.тр.-М: АН СССР, 1959.- С.82-91.

7. Шахматов, М.В. Напряженное состояние и прочность сварных соединений с двухсторонней наружной трещиной в мягкой прослойке / М.В. Шахматов, В.В. Ерофеев// Темат. сб. научн.тр.: Вопросы сварочного производства.-Челябинск: ЧПИ.- 1983.-С.11-20.

8. Шахматов, М.В. К вопросу о нормировании допустимых дефектов сварки типа непровара по критериям механики разрушения / М.В. Шахматов, В.В. Ерофеев // Сварочное производство .- 1983.- №1.- С.8-10.

9. Шаталов, A.A. Расчет жесткости и прочности узлов врезки штуцеров сосудов и аппаратов / A.A. Шаталов, H.A. Хапонен, А.З. Зайцев // Безопасность труда в промышленности. 2003. - №6.-С.34-37.

10. Гарф, Э.Ф. Сопротивление усталости сварных трубчатых узлов при из.-гибе их элементов / Э.Ф. Гарф, Г.П. Дубенко, В.В. Зайцев // Автоматическая сварка, — 1985.-№11.-С.8-11.

11. Патон, Б.Е.Анализ структуры производства сварных конструкций в промышленности СССР / Б.Е. Патон, М.Г. Бельфор, В.И. Вернадский// Автоматическая сварка. 1983. — №11. - С. 1-12.

12. Шахматов, М.В. Анализ сварных металлоконструкций грузоподъемных кранов общего назначения / М.В. Шахматов, С.Ф. Айметов, Ф.Г. Айметов // Сб. научн. тр.: Интеллектика, логистика, системология. — 2004.- Вып. 13.-С. 173-182.

13. Коновалов, H.H. Усталостная прочность угловых сварных швов металлоконструкций /H.H. Коновалов// Безопасность труда в промышленности. — 2004.-№6.-С.24-26.

14. Щербак, М.А. О необходимости некоторых изменений в сварочных ГОСТах / М.А. Щербак, В.И. Шейко, Е.Г. Джансыз// Сварочное производство.-1988.-№3.-С.40.

15. Бакши, O.A. Сопротивляемость хрупким разрушениям сварных нахле-сточных соединений / O.A. Бакши, H.JI. Зайцев, С.Ю. Гооге// Автоматическая сварка.- 1984.-№8.-С. 19-23.

16. Бакши, O.A. Оценка прочности тавровых соединений с угловыми швами, находящимися в хрупком состоянии, по критериям механики разрушения / O.A. Бакши, H.JI. Зайцев, С.Ю. Гооге // Сварочное производство.-1981.-Jsfo7.-C.13-l 6.

17. Хмарова, Л.И.Статическая прочность сварных соединений с угловыми швами из стали 15ХСН / Л.И. Хмарова, М.В. Ерофеев, В.В. Ерофеев// Темат.сб. научн. тр. ЧПИ: Повышение надежности тяжелонагруженных' деталей машин.- 1986.-С. 124-131.

18. Бакши, O.A. Влияние геометрии лобовых швов тавровых соединений на их вязкую прочность / O.A. Бакши.; H.J1. Зайцев, С.Ю.' Foore // Сб. научн. трудов. Свердловск: Теория и практика сварочного производства. — 1980. — С.11-18.

19. Винокуров, В.А. Несущая способность лобового шва / В.А.Винокуров // Тр. МВТУ им. Н.Э. Баумана. 1957. - Вып. 71. Прочность ^автоматизация сварочного производства. — С.20-24.

20. Винокуров, В.А. Метод расчета сварных соединений с угловыми швами /В.А. Винокуров, С.А. Куркин // Изв. Вузов.-1978.- №2.-С. 167-171.

21. Винокуров, В.А. Прочность сварных соединений с угловыми швами и метод их расчета / В.А.Винокуров, С.А.Куркин // Сварочное производство. -1981.-№8.-С.З-5.

22. Николаев, Г.А. Сварные конструкции / Г.А.Николаев: М: 1962.

23. Данилов, С.А. Исследование прочности сварных соединений и применение результатов в судостроении/С.А.Данилов JL: 1964.

24. Данилов, С.А. Расчет сварных швов по действующим эпюрам напряжений/С.А.Данилов // Автогенное дело. 1950.-№6.-С.4-11.

25. Шахматов, М.В. Несущая способность сварных соединений с угловыми фланговыми неравнокатетными швами, выполненными с неполным про-плавлением / М.В. Шахматов, В.В. Ерофеев, М.В. Ерофеев // Автоматическая сварка. -1988. №12.-С.60-62.

26. Шахматов, М.В. Несущая способность сварных соединений с угловыми швами при вязком разрушении. Сообщение 1 / М.В. Шахматов, Л.И. Хмарова, В.В. Ерофеев // Проблемы прочности. 1986. - №9. - С. 91-96.

27. Шахматов, М.В. Несущая способность сварных соединений с угловыми швами при квазихрупком разрушении.Сообщение2/ М.В. Шахматов, Л.И. Хмарова, В.В. Ерофеев // Проблемы прочности. 1986. - №9. - С. 97104.

28. Шахматов, M.B. Влияние геометрических параметров сварных соединений с угловыми швами на их несущую способность и сопротивляемость хрупким разрушениям / М.В.Шахматов, Л.И. Хмарова, В.В. Ерофеев // Автоматическая сварка. 1986.-№5.-С.7-12.

29. Бакши, O.A. О расчетной оценке прочности сварных соединений с мягкой прослойкой / O.A. Бакши, Р.З. Шрон // Сварочное производство.-1971.-№3.-C.3-5.

30. Клыков, H.A. Прочность сварных соединений с несимметричной механической неоднородностью / H.A. Клыков, А.Л. Решетов // Автоматическая сварка. 1979. - №12. - С.29-32.

31. Шахматов, М.В. Исследование влияния конструктивных и геометрических параметров стыковых биметаллических швов на работоспособность сварных соединений: автореф дис. канд.техн.наук / М.В.Шахматов. -М.: МВТУ им. Н.Э.Баумана, 1979. 16 с.

32. Бакши, O.A. Расчетная оценка прочности и энергоемкости сварных стыковых соединений при изгибе / O.A. Бакши, Б.Г. Кульневич // Автоматическая сварка.- 1965.-№7.-С.46-51.

33. Качанов, Л.М. Изгиб упругопластической прослойки / Л.М.Качанов // Тр. Ленинградского государственного университета: Исследования по упругости и пластичности.- 1964.-Вып.З.-С.52-61.

34. Иванова, Т.И. Влияние неоднородности сварных стыковых соединений на характер деформирования их при статическом изгибе / Т.И.Иванова // Сварочное производство.-1957.-№12.- С.17-21.

35. Бакши, О.А.Влияние степени механической неоднородности на вяз> кую прочность сварных соединений при растяжении / O.A. Бакши,

36. Т.В. Кульневич // Физика и химия обработки материалов. 1973. - №1. -С.23-27.

37. Гурьев, A.B. К вопросу о расчетной прочности сварных образцов с мягкой прослойкой при статическом растяжении / A.B. Гурьев, В.П. Багму-тов, Ю.Д. Хесин // Проблемы прочности. 1973. - №1. - С.9-13.

38. Пиксаев, Б.П. Работоспособность сварных соединений из стали 17ГС применительно к трубному производству: автореф. дис. канд.техн.наук / Б.П. Пиксаев Челябинск.: ЧПИ, 1969.

39. Винокуров, В.А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности / В.А. Винокуров, С.А. Куркин, Г.А. Николаев. -М.: Машиностроение, 1996.- 576с.

40. Закревский, М.П. Анализ предельных состояний подкрановых балок / М.П. Закревский, В.В. Москвичев, B.C. Котельников // Безопасность труда в промышленности. 2004. - №3. - С.31-34.

41. Коновалов, H.H. Технологические требования к нормированию сварочных дефектов / Н.Н.Коновалов // Безопасность труда в промышленности. -2004. -№Ю.-С.30-32.

42. Шаталов, А.А.Оценка работоспособности и остаточного ресурса тонкостенных сварных сосудов химически опасных промышленных объектов / A.A. Шаталов, М.П. Закревский, A.M. Лепехин // Безопасность труда в промышленности. 2003. - №7. - С.34-37.

43. Шахматов, М.В. Работоспособность и неразрушающий контроль сварных соединений с дефектами / М.В. Шахматов, М.В. Ерофеев, В.В. Ерофеев. -Челябинск: ЦНТИ, 2000.-227 с.

44. Серенсен, C.B. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность / C.B. Серенсен, В.П. Когаев, P.M. Шнейдерович. М.: Машиностроение, 1975. - 488с.

45. Труфяков, В.И. Усталость сварных соединений / В.И.Труфяков. Киев: Наукова думка, 1973. — 216 с.

46. Gurney. T.R. Fatigue of welded structures / T.R. Gurney. — Cambridge University Press, 1979. 456 p.

47. Макаров, И.И. Работоспособность сварных соединений с технологическими отклонениями: автореферат дис. на соискание ученой степени доктора техн. наук/И.И. Макаров. — М.: Изд. МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1976.-32 с.

48. Жемчужников, Г.В. Статическая прочность стыковых сварных соединений с технологическими дефектами / Г.В. Жемчужников, Э.В. Котенко, B.C. Гиренко // Автоматическая сварка. — 1970. — №8. С. 23-26.

49. Румянцев, C.B. Неразрушающие методы контроля сварных соединений / C.B. Румянцев, В.А. Добросмыслов, О.И. Борисов, Н.Т. Азаров. М.: Машиностроение, 1976.-335 с.

50. СНиП П-23-81*. Стальные конструкции/ Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.-96 с.

51. Design rules for arc-welded connections in steel submitted static loads // Ibid. -1976. -14.-N5/6. -Р/ 132-149.

52. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. Том 3 / Под. ред. В.А. Винокурова. — М.: Машиностроение, 1979. — 567 с.

53. Сереико, А.И. Расчет сварных соединений и конструкций. Примеры и задачи / А.Н. Сиренко, М.Н. Крумбольд, К.В. Багрянский. Киев: Вища школа, 1977.-336 с.

54. Макклинток, Ф. Пластические аспекты разрушения Том 3: Разрушение / Ф. Макклинток; под ред. Г. Либовица. -М.: Мир, 1976. С.67-262.

55. Николаев, Г.А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкций: Учеб. Пособие / Г.А. Николаев, С.А. Куркин, В.А. Винокуров. М.: Высшая школа. - 1982. - 272 с.

56. Винокуров, В.А. Прочность сварных соединений с угловыми швами и метод их расчета / В.А. Винокуров, С.А. Куркин // Сварочное производство. -1984. №8.-С.3-5.

57. Бакши, О.А.Повышение несущей способности нахлесточных и тавровых соединений с лобовыми швами / O.A. Бакши, H.JI. Зайцев, Р.З. Шрон // Сварочное производство. 1977. - №9. - С.3-5.

58. Харченко, Г.К. Прочность соединений с тонкой мягкой прослойкой / Г.К. Харченко, А.И. Игнатенко // Автоматическая сварка. — 1968.-№5. — С. 31-22.

59. Браженис, А.П. Исследование перераспределения деформаций в неоднородном сварном соединении при малоцикловом нагружении /

60. А.П. Браженис, М.А. Даунис // Материалы конференции «Развитие технических наук в республике и использование их результатов», Каунас. — 1974. — С.32-39.

61. Petershagen, Н. Cruciform joints and their optimization for fatigue strength- a literature survey / H. Petershagen // Welding in the World. — 1975. 13. -№5/6. — P.143-154.

62. Шрон, Л.Б. Методика расчетной оценки концентрации напряжений в тавровых и нахлесточных сварных соединениях / Л.Б. Шрон // Тр. ЧПИ: Вопросы сварочного производства, 1983. С.58-68.

63. Махненко, В.И. Расчетная оценка несущей способности сварных швов с неполным проплавление / В.И. Махненко, К.А. Ющенко, В.Е.Починок // Автоматическая сварка. 1984.-№8.-С.1-6.

64. Махненко, В.И. Применение критериев механики разрушения к расчету на прочность сварных соединений с предусмотренными несплошностями трещинообразного типа / В.И. Махненко, В.Е.Починок // Автоматическая сварка. 1982.-№1. — С. 1-6.

65. Овчаренко, Ю.Н. Оценка работоспособности сварных соединений с угловыми швами с использованием механики разрушения : автореф. дисс. / Ю.Н. Овчаренко.-М.: МВТУ, 1981. -15 с.

66. Черногоров, А.Л. Обоснование требований к качеству сварных соединений с позиции влияния их на работоспособность несущих систем сельскохозяйственных машин : автореф. дисс / А.Л. Черногоров. М.: МГТУ, 1990.- 16 с.

67. Usami, S. Fatigue strength at roots of cruciform, tee and lap joints / S. Usami, S. Kusumoto // IIW Doc. XIII-833-77. -20 p.

68. Айметов, С.Ф. Работоспособность лобовых швов тавровых соединений при изгибе / С.Ф. Айметов // Тез. доклада науч.-техн. конференции «XXVI

69. Российская школа по проблемам науки и технологий». — Миасс: МСНТ.-2006. С. 49.

70. Шахматов, М.В. Работоспособность лобовых швов нахлесточных соединений при вязком разрушении в условиях изгиба / М.В. Шахматов, С.Ф. Айметов, Ф.Г. Айметов // Сварщик-профессионал. — 2006. №4. - С.23-24.

71. Шахматов, М.В. Оценка несущей- способности тавровых сварных соединений с непроварами в условиях вязкого разрушения при изгибе / М.В. Шахматов, С.Ф. Айметов, Ф.Г. Айметов // Сварочное производство. — 2008.-№4.- С. 11-16.

72. Качанов, J1.M. Основы теории пластичности / JI.M. Качанов. М.: Наука, 1969.-420с.

73. Ильюшин, A.A. Вопросы теории течения пластического вещества по поверхностям / A.A. Ильюшин // ПММ— 1954. Том 18. — Вып.З.

74. Соколовский, В.В. Теория пластичности / В.В.Соколовский // ГИТТЛ. -М.-Л.-1969.

75. Когут, Н.С. Несущая способность сварных соединений / Н.С. Когут, М.В. Шахматов, В.В. Ерофеев. Львов: Свит, 1991. - 184 с.

76. Шахматов, М.В. Влияние одностороннего дефекта сварки на напряженное состояние и статическую прочность механически неоднородных сварных соединений / М.В.Шахматов // Вопросы сварочного производства: Тр. Челяб.политехн.ин-та.-1985.-С. 14-19.

77. Томсен, Э. Механика пластических деформаций при обработке металлов / Э. Томсон, Ч. Янг, Ш. Кобяши. М.: Машиностроение, 1969. - 502 с.

78. Томленов, А.Д. Теория пластического деформирования материалов /1. A.Д. Томленов. М, 1972.

79. Шахматов, М.В. О нормировании смещения кромок в однородных сварных соединениях (часть 1) / М.В. Шахматов, И.А. Воробьев // Сварочное производство. 1986. - №7. — 35-37.

80. Остсемин, A.A. К вопросу определения предельной нагрузки при совместном действии изгиба с растяжением / A.A. Остсемин, В.В. Ерофеев,

81. B.М. Файзорин // Проблемы прочности. 1983. - №5. - С.55-58.

82. Шахматов, М.В. Влияние геометрии лобовых швов на несущую способность тавровых соединений с трещиноподобными дефектами при изгибе / М.В. Шахматов, Ф.Г. Айметов, С.Ф. Айметов // Сварщик-профессионал. — 2006. -№2.-С.18-19.

83. Бакши, О.А. Исследование напряженно-деформированного состояния и прочности тавровых соединений с лобовыми швами / О.А. Бакши, H.JI. Зайцев, М.И. Матвеев // Сб. научн. тр. ЧПИ: Вопросы сварочного производства. 1978. - Вып. 203. - С. 63-70.

84. Аркулис, Г.Э. Теория пластичности. Учебное пособие для вузов / Г.Э. Аркулис, В.Г. Дорогобит. М.: Металлургия, 1987. - 352 с.

85. Серенсен, C.B. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению / С.В.Серенсен. М.: Атомиздат, 1975. - 190 с.

86. Серенсен, C.B. Критическое раскрытие трещины при квазихрупком разрушении / C.B. Серенсен // Автоматическая сварка. 1975. - №2. -С. 1-6.

87. Kanazawa, T. Et al. A study on the brittle fracture initialization based on the COD concept / T. Kanazawa, S. Machida, K. Itoga // IIW Doc. X-665-72. 15 p.

88. Ковалев, В.В. Влияние некоторых конструктивных факторов на коэффициент концентрации напряжений в области острых выточек / В.В. Ковалев // Проблемы прочности. 1978. - №3 - С.74-78.

89. Бут, B.C. Повышение работоспособности нахлесточных сварных соединений / B.C. Бут, А.Е. Аснис, Г.А. Иващенко // Автоматическая сварка. — 1986.- №9. — С.35-37.

90. Макаров, И.И. Влияние технологических дефектов на долговечность и надежность сварных конструкций.- В кн.: Надежность сварных соединений иконструкций / И.И. Макаров, Т.М. Емельянова: — М:: Машиностроение, 1967. С.47-63.

91. Морозов, Е.М. Метод конечных элементов; в, механике разрушения; / Е.М. Морозов,. Г.И. Никишков. М.: Наука. Главная редакция: физико-математической литературы', 1980: — 256 с;

92. Зайцев, Н.Л. Применение «численного микроскопа» в методе конечных элементов к исследованию полей напряжений: в окрестности трещины / H.JI. Зайцев, К.М. Гумеров // Сб. научн. трудов ЧПИ: Вопросы сварочного производства. 1981. - Вып. 266. - С. 10-18.

93. Frank, К.Н. The Fatigue strength of fillet welded connections / Т.Н. Frank// Ph. D. Thesis. Lehigh University, Bethlehem, Pa., Oct. — 1971.

94. Fracture mechanics in engineering practice /Ed. by Stanley — London: Applied Science PublishersLTD., 1977. 419 p.

95. Механика разрушения и прочность материалов: Справ: пособие: В 4 т.Том 1 / под ред. В.В. Пкнасюка. Киев: Наукова думка. - 1988:,

96. Нотт, Дж. Основы механики разрушения /Дж. Нотт. М.: Металлургия, 1978. -256 с.

97. Wells, A.A. Application of fracture mechanics at end beyond welding / A. A: Wells // British Weld. J.-1963.-10.-N11.-P.563-570.

98. Begley, J.A. The J-Integral as a fracture criterion / J.A. Begley, J.D. Landes // ASTM STP 514. — Philadelphia: American Society for Testing and Materials,. 1972.-P.1-20.173 : ',

99. Прохоренко^ В.Д. Определение деформационной; способности сварных нахлесточных соединений / В.Д. Прохоренко, В.А. Винокуров, Ы.И. Прохоров // Сварочное производство. 1979: - №10. - С.7-9.

100. Зайцев, H.JT. Методика: определения коэффициентов; интенсивности, напряжений Kj методом фотоупругости* / П.Л.Зайцев, С.Ю. Гооге // Сб. научи. трудов ЧПИ: Вопросы сварочного производства. — 1979. С.31-36. .

101. Ярославцев, С.И. Расчет размеров зоны пластических деформаций в механически неоднородной пластине с внутренней центральноштрещинной / С.И. Ярославцев // Сб. научн. трудов ЧПИ: Вопросы сварочногопроизводст-ва. 1987. - С.95-102.

102. Ярославцев, С.И. Методика расчетной оценки прочности стыковыхпаяных соединений трубопроводов: автореф. дис. канд: техн. наук /

103. С.И. Ярославцев. Челябинск: ЧПИ, 1986. - 18 с.

104. Махненко, В.И.Сопротивление циклическим нагрузкам, сварных соединений, имеющих. швы с неполным проплавлением / В.И. Махненко, В.Е.Починок // Автоматическая сварка. 1984.т№10. - С.33-40.

105. Морозов, Е.М. Расчет на прочность при наличии трещин / Е.М. Морозов // Прочность материалов и конструкций. — Киев: Наукова думка.-1975. С.77-107.

106. Морозов, Е.М. О расчете диаграмм разрушения / Е.М. Морозов, В.Т. Сапунов // ПМТ.Ф. 1973. - №2.

107. Yasilchenko, G.S. Evaluation of the bearing capacity of cracked; components of welded structures / G.S. Vasilchenko, E.M. Morozov, D.M. Shur // IIW Coloquium on Pract. Appls. Fracture Mechs. Bratislava. - 1979. - P.52-59.

108. Смирнов-Аляев, Г.А. Сопротивляемость материалов пластическому деформированию / Г.А. Смирнов-Галяев. — JL: Машиностроение, 1978. — 368 с.

109. Клыков, H.A. О разрушении сварных соединений подкрановых балок / H.A. Клыков, Т.Н. Морозов, В.П. Сидашин, А.П. Серых // Сб. научн. трудов ЧПИ: Вопросы сварочного производства. 1979. — С.54-57.

110. Paris, Р. С. Stress Analysis of Cracks / P.C Paris, G.C. Sih // Fracture Toughness and Testing and its Applications. — American Society for-Testing and Materials, Philadelphia, STP 381. 1965. - P. 30-83.

111. Андрейкин, A.E. Пространственные задачи теории трещин / А.Е. Андрейкин. Киев: Наук, думка, 1982. - 345 с.

112. Rybicki, E.F. A finite element calculation of stress intensity factors by a modified crack closure integral / E.F. Rybicki, M.F. Kanninen //. — Eng. Fract. Mech. 1977. - v.9. - №4. - P. 931-938.

113. Бакши, O.A. Определение геометрии угловых швов в тавровых соединениях / О.А.Бакши, Н.Л.Зайцев, Л.Б.Шрон, И.В. Щурова// Автоматическая сварка. 1982.-№8. - С.67-68.

114. Черепанов, Г.П. Механика хрупкого разрушения / Г.П. Черепанов. -М.: Наука, 1974. 640 с.

115. Окерблом, Н.О. Некоторые соображения о перспективах развития сварных конструкций'/ Н.О. Окерблом // Автоматическая сварка.- 1965:-№4;-с.1-6. '■'.•'■■'.''■■.

116. Бакши, O.A. Деформационная способность (пластичность); сварных соединений и пути ее; регулирования / O.A. Бакши // Тр. Челябинского;политехнического; института;- 1968. — Вып. 63. Вопросы сварочного производства.-G.4-19. ■. " ■

117. Маидельберг, СЛ. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / под: ред. Б.-Е. Патона. — М.: Машиностроение, 1974. — 768 с.

118. Остсемин, А. А. Оценка влияния механической неоднородности на прочность термоупрочненных труб большого диаметра и пластин с дефектами в сварных швах / А. А. Остсемин, В. JI. Дильман // Вестник машиностроения. 2004. - №9. - С. 23-28.

119. Сварка в,машиностроении: Справочник в 4-х т. Том 2 / под. ред. А.И. Акулова. -М.: Машиностроение, 1978. — 462 с. ■

120. Сварка> и свариваемые материалы: Справочник в 3-х т. Том 1 / под. . ред. Э.Л. Макарова. М.: Металлургия, 1991. - 528 с.

121. Котельников, А.А.Структура и свойства переходной зоны при диффузионной сварке стали 15 со сплавом АМц и алюминием АД2 через никелевую прослойку / A.A. Котельников, С.Е. Ушаков, В.И. Ильченко7/ Автоматическая сварка. 1970.-№11.-С.27-29.

122. Кусков, Ю.И. Прочность сваренных взрывом титаново-алюминиевых соединений и ее расчетная оценка / Ю.И: Кусков, B.C. Седых, Ю.П. Трыков // Сварочное производство.- 1975.-№9.-С.11-13.

123. Лаптев, A.A. Некоторые прочностные характеристики сварных соединений из высокопрочных нержавеющих сталей ВСН2 и ВСН5 / A.A. Лаптев, П.М. Любалин, И.Н. Белолетов // Сварочное производство.-1972.-№6.-С.29-31.

124. Бельчук, Г.А. О соотношениях показателей сопротивления деформации металла в сварных соединениях / Г.А. Бельчук // Тр. Ленинградского политехнического института. 1964 г. — Вып. 12. Сварочное производство. — С. 25-30.

125. Касаткин, Б.С.Применение низколегированных высокопрочных сталей для сварных конструкций / Б.С. Касаткин, В.Ф. Мусленченко. М.: Техника, 1972. - 37 с.

126. Окерблом, Н.О. Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций / Н.О. Окерблом. M.- JL: Машиностроение, 1964. -800 с.

127. Руссо, В.JT.Полуавтоматическая сварка стыковых соединений титановых сплавов больших толщин без разделки кромок / B.JI. Руссо, Б.В. Кудояров, A.A. Николаев // Сварочное производство. — 1971. №10. -С.20-21.

128. Лашко, С. В. Пайка металлов / C.B. Лашко, Н.Ф. Лашко. М.: Машиностроение, 1988. - 376 с.

129. Прохоров, H.H. Расчет процессов разупрочнения термически упрочненных сплавов вследствие коагуляции твердых частиц при сварке / H.H. Прохоров, Н.П. Шабалина, Ф.Ф. Волков// Сварочное производство. — 1975. -№9.-С.З-5.

130. Лебедев, Б.Д. Расчетное определение твердости зоны термического влияния / Б.Д. Лебедев, О.И. Дукельская, Е.А. Дашевская // Автоматическая сварка. 1975.-№3. - С.12-13.

131. Бельчук, Г.А. О приближенном расчете механических свойств свойств металла шва / Г.А. Бельчук // Сварочное производство. 1961. - №1. - С.18-22.

132. Шахматов, M.B .Прочность механически неоднородных сварных соединений / М.В. Шахматов, Д.М. Шахматов. Челябинск: ООО «Абрис-Принт». - 2008. - 223 с.

133. Степанов, Г.А. Влияние дефектов сварки на работоспособность сварных соединений из алюминиевых сплавов. Обзорная информация / Г.А. Степанов, P.JI. Ибатуллин, А.П. Калинина и др. М.: ЦИНТИ. — Химнефтемаш. -Сер. ХМ-9, 1980.-69 с.

134. Маковецкий, В.А. Исследование напряженного состояния мягкой прослойки сварного соединения при изгибе методом фотоупругих покрытий / В.А. Маковецкий, JI.JI. Ситников // Сварочное производство.- 1970. №7 -С.9-11.

135. Малинин, H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести / H.H. Малинин. -М.: Машиностроение, 1975. 400 с.

136. Шрон, Р.З. Оценка прочности сварных соединений с учетом их механической неоднородности / Р.З.Шрон. Челябинск: Юж. Ур. Кн. изд-во,1963.-22 с.

137. Кузнецов, А.И. Предельное состояние фигурной прослойки при растяжении и изгибе / А.И. Кузнецов // Сб. Научных трудов Ленинградского государственного университета: Исследования по упругости и пластичности. —1964. — Вып. 3. — С. 15-23.

138. Бакши, О.А.Напряженное состояние и прочность стыкового мягкого шва с Х-образной разделкой / O.A. Бакши, Ерофеев В.П. // Сварочное производство. 1971.- №1 - С.4-7.

139. Ерофеев, В.П.Напряженно-деформированное состояние сварных соединений с щелевой разделкой кромок / В.П.Ерофеев, М.В.Шахматов // Автоматическая сварка. 1979.- №4 - С. 13-16.

140. Ерофеев, М.В.Оценка несущей способности цилиндрических толстостенных оболочек давления с кольцевой мягкой прослойкой / М.В. Ерофеев, В.В. Ерофеев, М.В. Шахматов // Известия вузов. Машиностроение. — 1993. -№1. С. 40-46.

141. Чигарев, A.B. ANSYS для инженеров: Справ, пособие / A.B. Чигарев, A.C. Кравчук, А.Ф. Смалюк. М. .'Машиностроение-1, 2004. — 512 с.

142. Ерофеев, В.В. Оценка предельного изгибающего момента сварных соединений с учетом степени их механической неоднородности / В.В. Ерофеев, Ф.Г. Айметов; М.В. Шахматов, С.И. Ярославцев // Автоматическая сварка. — 1992.-№9-10.-С.21-26

143. Моношков, А.Н. Пластическая устойчивость и ее роль в оценке прочности труб . Производство труб с покрытиями, отделка и контроль качества труб / А.Н. Моношков, С.И. Пыхов, И.А. Пустин. — М.: Металлургия, 1972. -408 с.

144. Ерофеев, В.В. Оценка несущей способности сварных соединений с мягкими прослойками в швах / В.В. Ерофеев, М.В. Шахматов, В.Г. Крылов // Автоматическая сварка. 1987. - №11. - С.69-70.

145. Ерофеев, В.В. Статическая прочность механически неоднородных сварных образцов с непроваром в корне шва при осесимметричной деформации / В.В.Ерофеев // Тезисы доклада НТ-конференции сварщиков зоны Урала.-Курган. 1982. - С. 39.41.

146. Айметов, С.Ф. Усталый металл теряет прочность / С.Ф.Айметов // Технадзор. 2008. - №5. - С.81-82.