автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Влияние сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на усталостную долговечность элементов металлических конструкций

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

Зимонин Евгений Александрович

ВЛИЯНИЕ СЖИМАЮЩЕЙ ЧАСТИ ЦИКЛА ЗНАКОПЕРЕМЕННОГО НАГРУЖЕНИЯ НА УСТАЛОСТНУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск, ИИ4606892

2010

004606892

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» на кафедре «Строительные конструкции»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительные конструкции» ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова» (г. Магнитогорск) Емельянов Олег Владимирович

доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Металлические конструкции и испытания сооружений» ФГОУ ВПО «КГАСУ» (г. Казань) Кузнецов Иван Леонидович

кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительные конструкции и инженерные сооружения» ГОУ ВПО «ЮУрГУ» (г. Челябинск) Тиньгаев Александр Кириллович

ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко (г. Москва)

Защита состоится «7» июля 2010 г. в 16 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета ДМ 212.298.08 при ГОУ ВПО «ЮжноУральский государственный университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина,76, аудитория 1001.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет».

Отзывы на автореферат просим высылать в количестве двух экземпляров, заверенных печатью, по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет», диссертационный совет ДМ 212.298.08, ученому секретарю Трофимову Б.Я.

Автореферат разослан «.

2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, Доктор технических наук, профессор, Советник РААСН

~ Б.Я. Трофимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современных экономических условиях проблема обеспечения безопасной эксплуатации производственных зданий и сооружений неразрывно связана с разработкой эффективных мер по снижению стоимости, повышению надежности и долговечности конструкций. Применительно к производству сварных металлических конструкций (МК) решение этой задачи связано с выполнением комплекса работ, включающих совершенствование методики расчета, применение экономичных профилей металлопроката, создание новых прогрессивных решений соединений, снижающих расход металла, трудоемкость изготовления и монтажа, эксплуатационные расходы и повышающих надежность конструкций.

В существующих нормах (СНиП II - 23 - 81 *) расчета сварных МК на выносливость отсутствуют рекомендации, позволяющие учитывать нерегулярность нагружения, вероятность наличия исходных технологических дефектов, возможность зарождения из дефектов сварки усталостных трещин, их дальнейшее развитие и влияние уровня сжимающей части цикла знакопеременного нагружения.

С учетом вышеизложенного актуальной является проблема совершенствования методики оценки долговечности МК при эксплуатационных воздействиях в случае наличия несовершенств и технологических дефектов.

В последние четыре десятилетия определенные успехи в решении указанной проблемы связаны с применением методов механики разрушения, позволяющих разрабатывать математические модели для описания процесса' роста трещин, учитывающих влияние ряда факторов эксплуатационного нагружения, и на базе этих моделей выполнять расчетную оценку долговечности и надежности элементов конструкций и сооружений.

Цель работы. Совершенствование методики расчета долговечности элементов МК, учитывающей наличие в расчетных сечениях исходных технологических дефектов, макротрещин и влияние на их развитие сжимающей части цикла знакопеременного нагружения.

Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие задачи:

1) Изучить закономерности перераспределения напряжений в окрестности вершины трещины при различных коэффициентах асимметрии цикла регулярного знакопеременного нагружения.

2) Исследовать закономерности влияния величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на кинетику перераспределения активных и остаточных напряжений в окрестности вершины трещины и на скорость роста усталостных трещин (РУТ).

3) Изучить влияние пластических деформаций, протекающих в вершине трещины при однократном и циклическом знакопеременном нагру-жениях, на величины максимального коэффициента интенсивности напряжений Ктах и размаха КИН А К.

4) Исследовать закономерности влияния величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на развитие пластических деформаций в вершине трещины при циклическом нагружении.

5) Разработать модель определения эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений при регулярном знакопеременном нагружении.

6) Усовершенствовать методику расчета долговечности элементов металлических конструкций, учитывающую наличие в расчетном сечении исходных технологических дефектов и макротрещин, период развития которых до критических размеров определяет срок службы конструкции, и влияние на их развитие величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения.

Научную новизну работы составляют:

^Закономерности кинетики перераспределения активных и остаточных сжимающих напряжений при различных коэффициентах асимметрии цикла регулярного знакопеременного нагружения.

2) Закономерности влияния пластических деформаций, протекающих в вершине трещины при однократном и знакопеременном циклическом нагружении, на величины максимального коэффициента интенсивности напряжений (КИН) Ктах и размаха КИН АК.

3) Модель определения эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений при регулярном знакопеременном нагружении.

4) Усовершенствованная методика расчета долговечности элементов металлических конструкций, в сечениях которых возможно наличие исходных технологических дефектов и макротрещин, период развития которых до критического размера определяет срок службы конструкции, и влияние на их развитие величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты использованы при совершенствовании инженерной методики расчета усталостной долговечности металлических конструкций и их элементов, воспринимающих в процессе эксплуатации циклические воздействия. Указанная методика позволяет оценить влияние на рост усталостных трещин величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения.

Внедрение результатов. Настоящая работа выполнена в соответствии с грантом Правительства Челябинской области «Конкурс грантов студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Челябинской области».

Методика расчета долговечности элементов циклически нагружаемых МК нашла практическое применение при прогнозировании срока службы конструкций и сооружений, обследуемых и проектируемых объектов ОАО «Магнитогорский ГИПРОМЕЗ» и ЗАО МНТЦ «Диагностика» (г. Магнитогорск).

Апробация работы. Основные результаты работы были обсуждены и одобрены на 4-х международных научно-технических конференциях («Эффективные строительные конструкции: Теория и практика», Пенза, 2005; «Эффективные строительные конструкции: Теория и практика», Пенза, 2007; «Инновационные технологии и повышение надежности и долговечности строительных конструкций», Владивосток, 2007; «Строительство и образование», Екатеринбург, 2007), а также на 65-ой и 66-ой научно-технических конференциях в ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова» в 2008 и 2009 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 статей.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка использованных источников. Работа изложена на 165 страницах машинописного текста, включающего 90 рисунков, 8 таблиц, списка использованных источников из 190 наименований.

На защиту выносится:

^Закономерности влияния пластических деформаций, протекающих в вершине трещины при однократном и циклическом нагружении на величины максимального значения КИН Ктах и размаха КИН А К.

2) Закономерности кинетики перераспределения перед фронтом трещины активных и остаточных сжимающих напряжений при различных коэффициентах асимметрии цикла регулярного знакопеременного нагру-жения.

3) Модель определения эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений при регулярном знакопеременном нагружении, основанная на учете взаимодействия активных и остаточных сжимающих напряжений перед фронтом трещины.

4) Усовершенствованная методика расчета долговечности элементов металлических конструкций, учитывающая наличие в расчетных сечениях исходных технологических дефектов и макротрещин, период подрастания которых до критических размеров определяет срок службы конструкции, и влияние на их развитие величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена цель диссертационной работы, дано обоснование ее актуальности, отмечены научная новизна и практическая ценность работы, а также положения, вынесенные на защиту.

Первая глава работы посвящена обоснованию задач исследования на основе анализа причин разрушения металлических конструкций при эксплуатационных режимах нагружения и методов их расчета на усталость.

Показано, что при массовом изготовлении сварных МК наличие в них дефектов сварки в виде пор, подрезов, непроваров и т.д. практически неизбежно. При циклических воздействиях (даже сравнительно низкого уровня) дефекты сварки трансформируются в усталостные трещины. Сочетание таких неблагоприятных факторов, как конструктивная концентрация напряжений от нагрузки, наличие дефектов сварки и остаточных сварочных напряжений значительно сокращает период инициации усталостных трещин, который может составлять не более 5-12% от общей долговечности конструкции, и процесс снижения несущей способности элементов конструкций во времени определяется главным образом кинетикой развития трещин. Поэтому для обеспечения надежности сварных МК необходимо прогнозировать кинетику развития усталостных трещин и вероятное предельное состояние сечений (недопустимое снижение несущей способности расчетного сечения вследствие ослабления его трещиной, разгерметизация резервуаров и др.), в которых развиваются трещины.

Исследованию кинетики развития усталостных трещин и анализу долговечности посвящены работы C.B. Серенсена, В.В. Болотина, В.П. Кагаева, H.A. Махутова, Д. Броека др. Влияние ряда факторов эксплуатационного нагружения на процесс распространения усталостных трещин изучено в работах Уиллера, Элбера, А.Б. Злочевского, А.Н. Шувалова, JI.A. Бондаровича, О.В. Емельянова, И.А. Лядецкого и др.

Существующие теоретические модели РУТ затрагивают в основном проблемы влияния растягивающих перегрузок или снижения уровня циклической нагрузки, коэффициента асимметрии цикла эксплуатационного нагружения при R>О на кинетику РУТ. При этом ни одна из существующих моделей роста трещины не позволяет учесть влияние величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на скорость ее развития. Между тем имеющиеся данные показывают, что при одинаковом уровне растягивающей части цикла увеличение величины сжимающей части цикла нагружения вызывает увеличение скорости роста трещины.

Исследования реальных режимов нагружения различных металлоконструкций показывают, что в опасных сечениях элементов некоторых конструкций (дымовые трубы, башни, мачты и т.д.) коэффициент асимметрии цикла нагружения в процессе эксплуатации периодически изменяется как по величине так и по знаку в диапазоне от -б до 0,8.

Поэтому для оценки долговечности и надежности элементов высотных конструкций необходимо иметь модель накопления повреждений, позволяющую учитывать влияние величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на скорость накопления повреждений.

Цель и задачи исследования сформулированы в конце первой главы.

Во второй главе изложены методики исследования напряженного состояния перед вершиной трещины при упругопластическом деформировании материала, определения КИН, выполнено обоснование выбора образца и сталей для исследования.

Изучение кинетики напряженного состояния материала в вершине трещины при различных коэффициентах асимметрии цикла знакопеременного циклического нагружения выполняли методом конечных элементов (МКЭ).

Для выявления закономерностей влияния сжимающей части цикла знакопеременного нагружения (R<0) на кинетику НДС материала в вершине трещины необходимо, чтобы при приложении сжимающей нагрузки эпюра напряжений по всему сечению образца вдоль плоскости трещины была равномерно распределенной. Данному критерию в полной мере отвечает образец с центральной трещиной.

При изучении кинетики НДС были использованы данные об упругих и пластических свойствах сталей Ст20, ВСтЗсп, 09Г2С, 15Г2СФ в виде диаграмм деформирования, полученных по единой методике с использованием малобазных тензорезисторов. Все указанные стали являются циклически стабильными, а их механические свойства охватывают весь диапазон механических свойств строительных сталей.

Значения КИН вычисляли используя уравнения линейной упругой механики разрушения, энергетические методы и непосредственно по полю напряжений.

В третьей главе изложены и проанализированы результаты экспериментального исследования кинетики НДС материала в окрестности вершины трещины при статическом и знакопеременном циклическом нагру-жении.

Влияние знакопеременного циклического изменения нагрузки на напряженное состояние в окрестности вершины трещины изучали при регулярном нагружении при R=-5,5.. .0.

Установлено, что при нагружении и разгрузке в вершине трещины протекают неупругие деформации материала, вызывающие перераспределение напряжений в ее окрестности. При этом внутри монотонной пластически деформированной зоны образуется циклическая пластическая зона. Чем больше размах ЛК, тем больше величина перераспределения напряжений, а, следовательно, размер зоны циклических пластических деформаций, протекающих в вершине трещины. Зависимость Аау! Аа/"р - Ктах (Доу-размах напряжений в вершине трещины при упругопластическом деформировании материала; Ао/"р - размах напряжений в вершине трещины в случае упругой работы материала) не зависит от R и для циклически стабильных сталей инвариантна к марке стали (рисунок 1).

ЛоуЛа/"р

и оД, / Д.

/

1 V/ "

1 ' 1 1

* » | | 1 Ё

□ *=.(,5 (ВСтЗсп, Ст20,09Г2С, 15Г2СФ)

• К*-2 (ВСтЗеп, Ст20, 09Г2С, 16Г2С*) • (ВСтЗеп, Ст20,09Г2С, 15Г2СФ)

о Я=-2,5 (ВСтЗеп, Ст20, 03Г2С, 11Г2С9! О Я»0.5 (ВСтЗеп, Ст20. 09Г2С, 15Г2СФ}

X Я» 3 (ВСтЗеп, Ст20, 09Г.!С) ■ Я=-1 (ВСтЗеп, Ст20,09П2С, 1ШС9)

О 50 100 150 200

Рисунок 1 - Изменение отношения Асгу /ЛсГу'4' при г I г,, = О от величины К„,ах

Неупругие деформации, протекающие в вершине трещины при воздействии растягивающей части цикла нагружения, в процессе снижения нагрузки вызывают появление при относительной величине текущей нагрузки ^7/^=0,63-0,82 в ее окрестности остаточных сжимающих напряжений. При этом протекают два противоположных процесса - рост остаточных сжимающих напряжений по мере уменьшения нагрузки и снижение остаточных напряжений в результате перераспределения напряжений вследствие протекания циклических пластических деформаций сжатия внутри монотонной пластически деформированной зоны.

Развитие пластических деформаций в вершине трещины при циклическом знакопеременном нагружении и их влияние на величину КИН. Для оценки влияния циклических пластических деформаций, протекающих в вершине трещины при знакопеременном нагружении в процессе растяжения и сжатия на величину А.К при различных значениях нагрузки Ртах и Я были определены значения размаха КИН методом J-интеграла (AKJУ"P и АК/"рм) и непосредственно по полю напряжений (АК^'рш). Установлено, что развитие циклических пластических деформации материала в вершине трещины при значении мм < 2,3 не приводит к увеличению величин размахов АК, а, следовательно, и максимальных значений коэффициента интенсивности напряжений по сравнению с упругим случаем (рисунок 2). Зависимость АКупр'1^ / Л^C"PJ -

АКу"р/8тЛ/1 мм (А^-^иАП - размах КИН при упругопластиче-ской и упругой работе материала, Бт - циклический предел текучести стали) инвариантна к марке стали и коэффициенту асимметрии цикла нагружения.

Таким образом, в инженерных расчетах при прогнозировании долговечности элементов металлических конструкций на стадии развития трещины использование уравнений линейной упругой механики разрушения для вычислений размахов и максимальных значений коэффициента интенсивности напряжений при циклическом знакопеременном изменении нагрузки является правомерным.

1,5 О 1,15

1,00 0,75 0,50

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Рисунок 2 - Зависимость в координатах ЛKynp mJ/Af?"^- kKy"p/STJl мм при циклическом изменении нагрузки (R = -5,5 + 0)

В процессе изучения были также выявлены закономерности влияния величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на размер зоны циклических пластических деформаций. Установлено, что отношение размеров зон циклических пластических деформаций Ar4(R<0)/Ar,[R=0) (ArjR=0) и Ar,jR<0) - размеры зон циклических пластических деформаций в направлении развития трещины за полный размах напряжений при R=0 и R<0) инвариантно к марке стали и с ростом уровня напряжений сжатия \<jcm/St\ увеличивается.

Зависимость между отношением Ar (Л£0) /Ar (Я 0) и уровнем напряжений

сжимающей части цикла нагружения ICc^/SVI путем регрессионного анализа экспериментальных данных была аппроксимирована выражением:

Ч(*<0> /Ч<*0> =-77,814(1^^+76,868 (¡аМ3 -

-17,779(\асж/8т[)2 +3,6465(\acJS-,{) + 1. (1)

Влияние сжимающей части цикла при регулярном циклическом знакопеременном нагружении на формирование остаточных сжимающих напряжений в окрестности вершины трещины. При приложении сжимающей части цикла знакопеременного нагружения берега трещины смыкаются и передают силовой поток. С этого момента трещина перестает быть концентратором напряжений. Данный этап сопровождается дальнейшим протеканием циклических пластических деформаций сжа-

♦ ВСтЗсп Ш Ст20 А 09Г2С • 15Г2СФ

t f ♦

■ i'« , > *1в ш * ,

тия в пределах монотонной пластической зоны, перераспределением напряжений в окрестности вершины трещины и снижением остаточных напряжений сжатия.

При фиксированных значениях Ктах величина и протяженность остаточных сжимающих напряжений (рисунок 3), формирующихся в окрестности вершины трещины после приложения сжимающей части цикла нагружения для каждой из исследованных сталей тем меньше, чем больше уровень сжимающей части цикла нагружения (меньше значение К).

<Ту""', кг/мм2

•

0.0. Я* 0 1 £...... • 0,4

31

V I ■ г А/ Л

* • Г. -•-к -и-и '-2 V

гЛ

Рисунок 3 - Распределение остаточных сжимающих напряжений в окрестности вершины трещины (сталь 09Г2С, Ктах =124,35 кг/ммзд)

Отношение величины остаточных сжимающих напряжений, формирующихся в вершине трещины после приложения сжимающей части цикла нагружения к размаху напряжений за растягивающую часть цикла нагружения для циклически стабильных сталей, инвариантно марке стали, толщине металлопроката (при толщинах металлопроката до 25 мм), величине максимального коэффициента интенсивности напряжений и зависит только от коэффициента асимметрии цикла нагружения (рисунок 4).

|сг„ост/Лст"|

и ВСтЗсп » Ст20 А 09Г2С • 15Г2СФ

■ , ■ 1 ■ | 1 { * ! 1 : I ' к

1 *

1,00

0,75

0,50

0,25

0,00

-5 -4 -3

Рисунок 4 - Зависимость | о;

2 -1 "»/Аа^ от К

С целью интегрального отображения процесса циклического деформирования материала в окрестности вершины трещины (процесса накопления усталостных повреждений) предложено использовать в расчетах эффективную величину номинального размаха КИН:

AKeff=UeJfxAK, (2)

где Ueff= 1 -1 <jyocm / Аар |. (3)

Зависимость между Ueg и R путем регрессионного анализа экспериментальных данных (рисунок 3) была аппроксимирована выражением:

-0,0004*R4 - 0,0055xR3 - 0,0277'^ R2 - 0,1016xR + 0,57 (4)

Для описания РУТ при знакопеременном циклическом нагружении уравнение Пэриса предложено записывать

- для сквозной трещины:

dl / dN = Cejjr (AKejj ) " (5)

- для поверхностной трещины:

de/dN = С ejj (АКС У (6)

da/dN = Ceff(AKacjJ)n (7)

Таким образом, в рамках единой физической концепции РУТ с позиции взаимодействия остаточных сжимающих напряжений перед фронтом трещины с напряжениями от внешней нагрузки объяснено влияние величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на кинетику РУТ.

Достоверность предложенной модели РУТ подтверждается результатами обработки экспериментальных данных, полученных при испытаниях в исследованиях Като, Курихары, Салливана и Крукера (рисунки 5-6), а также сравнением экспериментальных и расчетных кривых длины усталостных трещин от количества приложенных циклов нагружения с расчетом (рисунки 7-9).

В четвертой главе приведена методика расчета усталостной долговечности элементов металлоконструкций.

Функции распределения долговечности и надежности вычисляются методом статистического моделирования. Реальный эксплуатационный процесс нагружения заменяют блочным. Функции распределения двух случайных величин - амплитуды оа и среднего напряжения цикла <тт (полученных одним из методов по ГОСТ 25.101. - 83) заменяют ступенчатой линией, представляющей в графической форме блок нагружения и определяют число циклов нагружения (<т0, + а„„), соответствующее i - ой ступени.

Предлагаемая методика расчета реализована в виде программы «Про-гноз+», блок-схема которой приведена на рисунке 10.

1д мм/цикл

1д сШбЫ, мм/цикл

-5

Сталь А о,®36,7 кг/мм1 сгя=52,6 кг/мм* Толщина

-6

-2

10 100

1д с///с/Л/, мм/цикл Сталь Б о,=72,3 КГ/ММ2 ст»=80,4 кг/мм1 Толщина 10 мм

ДК

1000

-5

-6

100 1000 ЛК

■2,0 ■2,5 ■3,0 ■3,5 •4,0

1д с!а/с1Ы, мм/цикл

ЯМ-Сг-МоЛ/

0^97,5 КГ/ММ3

Св»103,3 кг/мм3 Толщина 22,86 мм

I

АК--1

10

100

а)

1000 Л к

Сталь А оу*36.7 кг/мм2 ст,=52,Б кг/мм3 Толщина 10 мм

10 100 1д сМвЫ, мм/цикл

■2,0 ■2,5 -3,0 ■3,5 ■4,0

1д с/а/<#/, мм/цикл

5М|-Сг-Мо-У (7,^97,5 КГ/ММ2 Св=103,3 кг(мм2 Толщина 22,86 мм

10

100

б)

1000 А К

Рисунок 5 - Диаграммы усталостного разрушения, построенные по результатам обработки экспериментальных данных Като, Курихары и Крукера с использованием уравнения ГЬриса (а) и предлагаемой зависимости (б) для сквозной трещины

-2,0 -2,5 -3,0 -3,5 -4,0

-2,0 -2,5 -3,0 -3,5 -4,0

10 100 1д сГс/йЛ/, мм/цикл

1000 дк

9№-4СГ-0,20С От«128 КГ/ММ1 о»=141 кг/мм' Толщина 22,86 мм

4

♦ Л=0

10 100 1д с/с/<ЯУ, мм/цикл

1000 АК

Т1-6АМУ с,=86 кг/мм5 в»"94 кг/мм* Толщин» 22,88 мм

>

♦ 11=0

-2,0 -2,5 -3,0 -3,5 -4,0

-2,0 -2,5 -3,0 -3,5 -4,0

10 100 1д с/с/сйУ. мм/цикл

9М1-4Сг-0,20С сгг=128 КГ/ММ' ств=141 кг/мм* Толщина 22,85 мм

А

í

10

100

1д йсМЫ, мм/цикл

Т1-6А1-4У Ст*86 кг/мм' о,»94 кг/мм1 Толщина 22.86 мм

г

к.

Х-

10

100

1000 10 100 1000 АК дКегг

а) б)

Рисунок 6 - Диаграммы усталостного разрушения, построенные по результатам обработки экспериментальных данных Като, Курихары и Крукера с использованием уравнения ГЬриса (а) и предлагаемой зависимости (б) для поверхностной трещины

100

2с, мм

35 30 25 20 15 10 5 О

О 5 ООО 10000 15000 20000 25ООО 30000 35ООО

N. циклов

Рисунок 7 - Зависимости длины усталостной трещины от количества приложенных циклов нагружения при 11=0 и при ¿=-1 для сплава Ть6А1-4У

2с, мм

40 35 30 25 20 15 10 5 О

О 2000 4000 6ООО 8000 10000 12000

Ы, циклов

Рисунок 8 - Зависимости длины усталостной трещины от количества приложенных циклов нагружения при Я=0 и при Я=-1 для стали 9>П-4Сг-0,20С

14 12 10 а е

4

2 О

О 10000 20000 30000 40000 50000

А/, циклов

Рисунок 9 - Зависимости длины усталостной трещины от количества приложенных циклов нагружения для стали 5№Сг-Мо-У при блочном нагружении

а, мм

5Ni-Cr-Mo-\ '1

/ /

У

/ У

—

-эксперимент (Sullivan А.М., Crooker T.W.) --расчет по программе «Прогноз*»

Рисунок 10 - Блок-схема программы «Прогноз+»

В качестве примера были выполнены расчеты остаточного ресурса металлической дымовой трубы высотой 82 м по линейной и нелинейной (с учетом взаимодействия циклов различного уровня) гипотезам накопления повреждений.

Остаточный ресурс дымовой трубы, рассчитанный по линейной гипотезе накопления повреждений превышает в 1,6 раза остаточный ресурс, рассчитанный по нелинейной гипотезе, что хорошо коррелирует с данными исследований В.П. Когаева.

На рисунке 11 приведены функции распределения остаточного ресурса и надежности сечения в месте обрыва вертикального ребра жесткости дымовой трубы.

Рисунок 11 - Графики статической функции распределения остаточного ресурса Р(Ыд) и функции надежности Н(кд) расчетного сечения дымовой трубы

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Изучены закономерности перераспределения напряжений в окрестности вершины трещины при знакопеременном нагружении. Установлено:

- в процессе снижения внешней растягивающей нагрузки при относительной величине текущей нагрузки Ртек/Ртах=0,63.. .0,82 в окрестности вершины трещины формируются остаточные сжимающие напряжения; при этом протекают два противоположных процесса - рост остаточных сжимающих напряжений по мере снижения нагрузки и снижение остаточных сжимающих напряжений вследствие перераспределения напряжений из-за протекания циклических пластических деформаций сжатия;

при приложении сжимающей части цикла берега трещины смыкаются (с этого момента трещина перестает быть концентратором напряжений) и передают силовой поток; данный этап сопровождается дальнейшим протеканием циклических пластических деформаций сжатия в окрестности вершины трещины, уменьшением величины и протяженности остаточных сжимающих напряжений.

2. Исследованы закономерности протекания пластических деформаций в окрестности вершины трещины. Предложено выражение для определения размера зоны циклических пластических деформаций при знакопеременном нагружении в направлении продвижения трещины, позволяющее учитывать влияние уровня сжимающей части цикла нагружения. Данная зависимость инвариантна к марке стали и величине максимального коэффициента интенсивности напряжений.

3. Развитие циклических пластических деформаций материала в вершине трещины при значении АКупр/БТф мм <2,3 не приводит к увеличению величин размахов и максимальных значений коэффициента интенсивности напряжений по сравнению с упругим случаем, что позволяет использовать уравнения линейной упругой механики разрушения для их вычислений.

4. Установлено, что для циклически стабильных сталей при толщине металлопроката до 25 мм отношение величины остаточных сжимающих напряжений, формирующихся в вершине трещины в полуциклах разгрузки, к размаху напряжений за растягивающую часть цикла нагружения, инвариантно к марке стали, толщине металлопроката, величине максимального коэффициента интенсивности напряжений и зависит только от величины коэффициента асимметрии цикла нагружения.

5. С позиции взаимодействия остаточных напряжений, формирующихся в окрестности вершины трещины в процессе разгрузки, с напряжениями от внешней нагрузки объяснено влияние сжимающей части цикла нагруже-

ния на рост усталостных трещин. Предложено использовать в уравнении Пэриса вместо номинального размаха коэффициента интенсивности напряжений эффективную величину номинального размаха коэффициента интенсивности напряжений за растягивающую часть цикла нагружения.

6. Разработана модель определения эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений ЛКф позволяющая учитывать влияние величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на изменение скорости роста трещины. Применение предложенной модели при обработке экспериментальных данных позволило получить параметры сопротивления материала развитию трещины, не зависящие от параметров внешней нагрузки.

7. Для конструкций, воспринимающих циклические воздействия, усовершенствована методика расчета функций распределения долговечно-стей и надежности элементов сооружений, в сечениях которых возможно наличие исходных технологических дефектов и макротрещин, период подрастания которых до критических размеров определяет срок службы конструкции; определение функции надежности выполняется методом статистического моделирования с использованием модели роста усталостной трещины, учитывающей влияние сжимающей части цикла знакопеременного циклического нагружения.

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Емельянов О.В., Зимоннн Е.А. Калинин К.Г. Феноменологическая модель роста усталостной трещины при стабильном гармоническом знакопеременном нагружении // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: IV Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза. - 2005. - С. 193-195.

2. Емельянов О.В., Зимонин Е.А. Исследование напряженно-деформированного состояния в вершине трещины при знакопеременном циклическом нагружении // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: VI Междунар. науч.-техн. конф.- Пенза - 2007. - С. 106 -109.

3. Емельянов О.В., Зимонин Е.А. Параметры сопротивления развитию трещины при знакопеременном циклическом нагружении // Инновационные технологии и повышение надежности и долговечности строительных конструкций: Сб. науч. Тр. Междунар. науч.-техн. конф., посвященной 85-летию со дня рождения проф.а П.П. Ступаченко. - Владивосток - 2007. -С. 113-117.

4. Зимонин Е.А. Модель роста усталостной трещины при знакопеременном циклическом нагружении // Строительство и образование: Сб. науч. тр. Междунар. науч.-техн. конф. - Екатеринбург, УГТУ-УПИ - 2007. -С. 47-49.

5. Зимонин Е.А. Оценка надежности, долговечности и остаточного ресурса элементов металлоконструкций при знакопеременном циклическом нагружении // Конкурс грантов студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Челябинской области: Сб. реф. науч.-иссл. работ аспирантов. - Челябинск, ЮУрГУ - 2007 - С. 98-99.

6. Емельянов О.В. Зимонин Е.А. Изучение влияния сжимающей части знакопеременного циклического нагружения на рост усталостных трещин // Промышленное и гражданское строительство. 2009. - №7. - С. 29-30.

7. Зимонин Е.А. Упругопластический анализ НДС в окрестности вершины трещины при знакопеременном циклическом нагружении // Сб. науч. тр. 67 науч.-техн. конф., посвященной 75-летию со дня образования МГТУ им. Г.И. Носова. - Магнитогорск - 2009.

8. Емельянов О.В. Зимонин Е.А. Исследование закономерностей формирования остаточных сжимающих напряжений в окрестности вершины трещины при знакопеременном циклическом нагружении // Промышленное и гражданское строительство. 2010. -№3. - С. 25-27.

Подписано в печать 26.05.2010. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 448.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

Глава 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАСЧЕТА ДОЛГОВЕЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ причин разрушения металлических конструкций.

1.2 Эксплуатационные режимы нагружения металлических конструкций

1.3 Анализ результатов дефектоскопии сварных швов.

1.4 Анализ методов расчета усталостной долговечности металлических конструкций.

1.4.1 Нормативные методы расчета.

1.4.2 Концепция КИН и модели роста усталостных трещин.

1.4.3 Влияние сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на кинетику развития усталостных трещин.

1.4.4 Подходы к прогнозированию усталостной долговечности металлических конструкций.

Глава 2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Выбор методики исследования напряженного состояния в окрестности вершины трещины при упругопластическом деформировании материала.

2.1.1 Статическое нагружение.

2.1.2 Циклическое нагружение (разгрузка и повторное нагружение).

2.2 Выбор образца для исследований.

2.3 Выбор сталей для исследования.71'

2.4 Методика определения коэффициента интенсивности напряжений.

2.4.1 По полю напряжений.

2.4.2 Метод J-интеграла.

Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Исследование кинетики напряженного состояния материала в вершине трещины при однократном и циклическом нагружениях.

3.1.1 Статическое нагружение.

3.1.2 Циклическое нагружение.

3.1.3 Влияние циклических пластических деформаций на величину

3.2 Изучение развития пластических деформаций в вершине трещины при однократном и циклическом нагружениях.

3.2.1 Статическое нагружение.

3.2.2 Циклическое нагружение.

3.3 Модель определения эффективного размаха КИН при регулярном знакопеременном нагружении.

Широкое применение в различных отраслях промышленности находят разнообразные, главным образом сварные металлические конструкции и сооружения: резервуары, газгольдеры, магистральные трубопроводы, сосуды давления, мачты, башни, опоры воздушных линий электропередач, подкрановые балки, опорные блоки морских платформ для добычи нефти и газа, несущие конструкции мостов и промышленных зданий. Большинство из них испытывают воздействие повторно-статических или циклических нагрузок, вызванных изменениями объема хранимого продукта, колебаниями рабочего давления, порывами ветра, глубоководным волнением, работой установленного на них силового оборудования или движением транспорта. Эксплуатация таких сооружений не обходится без аварийных ситуаций, которые возникают в результате потери несущей способности или разрушения отдельных элементов этих сооружений. Как правило, аварии сопровождаются, значительным материальным и экологическим ущербом, а иногда, и гибелью людей. Стремление к снижению количества аварий и сведения до минимума наносимого ими ущерба приводит к необходимости совершенствования методов расчетной оценки надежности и долговечности конструкций, воспринимающих циклические нагрузки.

В существующих строительных нормах вопросы оценки надежности и долговечности конструкций не нашли должного отражения. Так, в частности, в СНиП П-23-81* фактор времени эксплуатации учитывается лишь косвенно коэффициентами надежности по нагрузке и условий работы. Несущая способность сечений рассматривается независящей от характера нагружения и неизменной в течение всего срока эксплуатации сооружения. Влияние дефектов на прочность и выносливость конструкций не рассматривается. Предполагается, что на протяжении всего срока службы в расчетных сечениях не должно быть трещин, в том числе усталостных. Однако, при массовом изготовлении сварных металлоконструкций наличие в них дефектов в виде пор, включений, подрезов, непроваров, сварочных трещин практически неизбежно. При однократном на-гружении подобные дефекты, как правило, не снижают несущей способности конструкции из-за их относительно небольших размеров. При циклическом же нагружении (даже сравнительно низкого уровня) они могут трансформироваться в усталостные трещины. Сочетание таких неблагоприятных факторов, как конструктивная концентрация напряжений от нагрузки, наличие дефектов сварки и остаточных сварочных напряжений значительно сокращает период инициации усталостных трещин, который может составлять не более 5% от общей долговечности. Таким образом, большая часть времени эксплуатации сооружения приходится на стадию роста усталостной трещины, которая характеризуется постепенным снижением несущей способности элемента (конструкции). В этих условиях ресурс определяется временем подрастания трещины до некоторого критического размера, соответствующего моменту достижения одного из предельных состояний (разгерметизация резервуаров, недопустимое снижение несущей способности расчетного сечения вследствие ослабления его трещиной и др.). В этой связи на первый план выходит проблема достоверной оценки ресурса, т.е. способности безопасно функционировать при эксплуатационных воздействиях на протяжении заданного периода при наличии несовершенств и технологических дефектов.

В последние четыре десятилетия определенные успехи в решении указанной проблемы связаны с применением методов механики разрушения. Исследованию кинетики роста усталостных трещин и анализу долговечности конструкций посвящены многочисленные работы отечественных и зарубежных авторов, выполненные за этот период. Одним из основных направлений этих исследований является разработка моделей роста трещин, учитывающих влияние ряда факторов эксплуатационного нагружения.

Анализ опубликованных работ показывает, что существующие модели роста трещин не позволяют учитывать влияние величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на скорость развития усталостных трещин.

Вместе с тем, имеющиеся экспериментальные данные, свидетельствуют, что с увеличением сжимающей части цикла знакопеременного нагружения скорость роста усталостных трещин возрастает.

В связи с этим изучение влияния сжимающей части цикла на долговечность элементов металлических конструкций, в сечениях которых имеет место знакопеременное циклическое изменение напряжений, имеет важное значение.

В рамках настоящей работы были выполнены исследования влияния сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на кинетику роста усталостных трещин.

Ниже излагается цель работы, краткое содержание работы по главам, отмечены научная новизна и практическая ценность, приведены выносимые на защиту положения.

Цель работы. Совершенствование методики расчета долговечности элементов металлических конструкций, учитывающей наличие в расчетных сечениях исходных технологических дефектов, макротрещин и влияние на их развитие сжимающей части цикла знакопеременного нагружения

В первой главе анализируются причины разрушения различных металлических конструкций, отмечается наносимый при этом экономический и экологический ущерб. Приводятся данные об эксплуатационных режимах нагружения широко распространенных металлоконструкций. Рассмотрены данные статистической обработки данных дефектоскопии сварных соединений металлических конструкций. Дан критический обзор наиболее известных моделей роста усталостных трещин при циклическом нагружении и подходов к расчету циклической долговечности металлических конструкций. Выполнен анализ опубликованных данных, затрагивающих проблему влияния сжимающей части цикла знакопеременного циклического нагружения на скорость роста усталостных трещин.

Во второй главе описывается методика исследований при статическом и циклическом нагружениях, обосновывается выбор сталей и типа используемого образца. Приводится обоснование выбора методик определения коэффициента интенсивности напряжений (КИН).

В третьей главе приведены результаты экспериментального исследования кинетики напряженно-деформированного состояния материала в окрестности вершины трещины при однократном и циклическом знакопеременном нагружении.

Полученные результаты составили необходимую и достаточную экспериментальную базу для разработки математической модели роста трещины при знакопеременном циклическом нагружении. Выполнена проверка адекватности предложенной модели посредством обработки экспериментальных данных, полученных в других исследованиях.

Четвертая глава посвящена разработке методики расчетной оценки долговечности и надежности металлических конструкций, в основу которой положена предложенная в третьей главе диссертации модель роста усталостной трещины. Данная методика позволяет выполнить оценку долговечности элементов металлических конструкций в сечениях которых реализуется знакопеременное изменение напряжений с учетом исходных дефектов и макротрещин.

В этой же главе приведены примеры расчетов усталостной долговечности сварной подкрановой балки и элемента решетчатой конструкции радиорелейной башни.

Список литературы состоит из 190 наименований.

В приложение включены акты о внедрении методики расчетной оценки усталостной долговечности элементов металлических конструкций в ОАО «Магнитогорский ГИПРОМЕЗ» (г. Магнитогорск) и ЗАО МНТЦ «Диагностика» (г. Магнитогорск).

Научную новизну работы составляют:

1. Закономерности кинетики перераспределения активных и остаточных сжимающих напряжений при различных коэффициентах асимметрии цикла регулярного знакопеременного нагружения.

2. Закономерности влияния пластических деформаций, протекающих в вершине трещины при однократном и знакопеременном циклическом нагружении, на величины максимального коэффициента интенсивности напряжений (КИН) Ктах и размаха КИН АК.

3. Модель определения эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений при регулярном знакопеременном нагружении.

4. Усовершенствованная методика расчета долговечности элементов металлических конструкций, в сечениях которых возможно наличие исходных технологических дефектов и макротрещин, период развития которых до критического размера определяет срок службы конструкции, и влияние на их развитие величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты использованы при совершенствовании инженерной методики расчета усталостной долговечности и надежности элементов металлических конструкций при знакопеременном циклическом нагружении с учетом наличия в расчетных сечениях исходных трещиноподобных дефектов и макротрещин.

На защиту выносятся:

1. Закономерности влияния пластических деформаций, протекающих в вершине трещины при однократном и циклическом нагружении на величины максимального значения КИН Ктах и размаха КИН АК.

2. Закономерности кинетики перераспределения перед фронтом трещины активных и остаточных сжимающих напряжений при различных коэффициентах асимметрии цикла регулярного знакопеременного нагруже-ния.З. Закономерности влияния величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на перераспределение напряжений в окрестности вершины трещины и кинетику роста усталостных трещин.

3. Модель определения эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений при регулярном знакопеременном нагружении, основанная на учете взаимодействия активных и остаточных сжимающих напряжений перед фронтом трещины.

4. Усовершенствованная методика расчета долговечности элементов металлических конструкций, учитывающая наличие в расчетных сечениях исходных технологических дефектов и макротрещин, период подрастания- которых до критических размеров определяет срок службы конструкции, и влияние на их развитие величины сжимающей части цикла знакопеременного нагружения.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Изучены закономерности перераспределения напряжений в окрестности вершины трещины при знакопеременном нагружении.

Установлено: в процессе снижения внешней растягивающей нагрузки при относительной величине текущей нагрузки Рщек/Ртах=0,63.0,82 в окрестности вершины трещины формируются остаточные сжимающие напряжения; при этом протекают два противоположных процесса — рост остаточных сжимающих напряжений по мере снижения нагрузки и снижение остаточных сжимающих напряжений вследствие перераспределения напряжений из-за протекания циклических пластических деформаций сжатия;

1. Александров А.Я., Ахметзянов М.Х. Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела. М.: Наука, 1973. - 576 с.

2. Анкудинов А.Б., Варяница В.Ю., Соболев Н.Д. Изучение кинетики развития трещин малоцикловой усталости при сжимающих перегрузках. В кн. Прочность и долговечность материалов и конструкций атомной техники. — М. 1982.-С. 10-15.

3. Арушонок Ю.Ю. Усталостная долговечность металлических конструкций при стационарных случайных воздействиях: Дис. канд. техн. наук. — М., 1993.-183 с.

4. Аугусти Г., Баратта А., Кашиати Ф. Вероятностные методы в строительном проектировании. -М.: Стройиздат, 1988. 584 с.

5. Аугустин Я., Шледзевский Е. Аварии стальных конструкций. — М.: Стройиздат, 1978.-С. 69-71.

6. Бадаев А. С. Разрушение стальных конструкций. М.: НИИИноФормтяш-маш, 1972. - 42 с.

7. Беляев Б.И., Корниенко В. С. Причины аварий стальных конструкций и способы их устранения. М.: Стройиздат, 1950. - С. 144-153.

8. БроекД. Основы механики разрушения. М.: Высш. шк., 1980. - 68 с.

9. Буренко А.Г., Верхолаб Н.Г., Михеев П.П. Сопротивление усталости сварных соединений при сжатии // Автоматическая сварка. 1982. - № 4. - С. 14-17.

10. Варяница В.Ю., Соболев Н.Д. Кинетика разрушения при малоцикловой усталости в условиях нестационарного нагружения // Физика и механика деформации и разрушения. —М.: Энергоиздат, 1981. —Вып. 9. С. 15-18.

11. Васкевич А.А., Кузнецов А.П. Дефектоскопия и причины разрушения резервуаров // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. -М., 1970. -№ 12.-С. 14-16.

12. Винклер О.Н., Ларионов В.В., Махутов Н.А. и др. Условия механической нагруженности газгольдеров в процессе эксплуатации. Реф. сб.: Проектирование металлических конструкций, серия VII, вып. 2. — ЦНИИС Госстроя СССР, 1972. С. 12-17.

13. Воронцов В.К. Исследование напряженно-деформированного состояния металла при прокатке поляризационно-оптическим методом: Автореф. канд. техн. наук. М., 1963. — 20 с.

14. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984. - 428 с.

15. Гликман А.А., Гуревич Б.Г., Слюта Г.Д. О явлении зарождения усталостного разрушения в зоне действия переменных сжимающих напряжений при изгибе. В кн. Некоторые вопросы прочности металлов. — JL, 1975. — С. 24-29.

16. ГОСТ 25.504-82. Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости.

17. Гузевич Ю.Д. Возникновение усталостных трещин в сварных соединениях под действием сжимающих усилий // Автоматическая сварка. 1967. - № 6. - С. 40-42.

18. Гусенков А.П. Прочность при изотермическом и неизотермическом малоцикловом нагружении. -М: Наука, 1979. 295 с.

19. Гусенков А.П. Свойства диаграмм циклического деформирования при нормальных температурах / Сопротивление деформированию и разрушению при малом числе циклов нагружения. М.: Наука, 1967. — С. 36-38.

20. Данные отдела АС ЦНИИПСКа.

21. Делъ Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. — М.: Машиностроение, 1971. — 199 с.

22. Дмитриев Ф.Ф. Крушение инженерных сооружений. — М.: Стройиздат, 1963.-188 с.

23. Доценко A.M. Влияние редких сжимающих перегрузок на развитие усталостной трещины // Заводская лаборатория. 1971. — № 3. - С. 257.

24. Емельянов О.В. Влияние сжимающих перегрузок на усталостную долговечность элементов металлоконструкций: Дис. канд. техн. наук. М., 1990. -181 с.

25. Еремин К.И. Ресурс фланцевых соединений при наличии трещинопо-добных дефектов сварки: Автореф. дис. канд. техн. наук. — М., 1986. — 20 с.

26. Зааль. Рост усталостных трещин в надрезанных образцах при сжимающей средней нагрузке. Теоретические основы инженерных расчетов. — 1972. — № 1. С. 267-272.

27. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975. — 541 с.28: Злочевский А.Б. Влияние концентрации напряжений на статическую прочность термоупрочненной стали класса. С-75: Дис. канд. техн. наук. — М., 1968.-150. с.

28. Злочевский А.Б. Долговечность элементов конструкций в связи с кинетикой усталостного разрушения: Дис. докт. техн. наук. М., 1985. - 383 с.

29. Злочевский А.Б., Шувалов А.Н. Факторы. тормозящие рост усталостных трещин после перегрузок // Физико-химическая механика материалов. -1985.-С. 41-46.

30. Иванова В.С, Терентъев В.Ф. Природа усталости металлов. — М.: Металлургия, 1975. 455 с.

31. Ильюшин А.А. Пластичность. ОГИЗ, 1948.

32. Исгша Такаси. Причины аварий при хранении нефти в резервуарах на предприятиях компаний «Мицубиси сэкию» // Добоку сэко. 1975. — 16. — №9.-С. 93-94.

33. Карзов Г.П., Леонов В.П., Тимофеев Б.Г. Новый подход к оценке качества сварных соединений. Л.: ЛДНТП, 1978. — 26 с.

34. Карзов Г.П., Розанов М.П., Тимофеев Б.Г. Влияние дефектов на малоцикловую усталость сосудов давления // Труды Всесоюзного симпозиума по вопросам мало цикловой усталости. — Каунас, 1971.

35. Кикин А.И., Васильев А.А., Кашутин Б.Н. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий. — М.: Стройиздат, 1984.

36. Ковалев В.Г. О возможности использования линий скольжения для определения поля напряжений при вытяжке // Кузнечно-штамповочное производство. 1966. - № 5. - С. 17-19.

37. Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность / Справочник. М.: Машиностроение, 1985.-24 с.

38. Коданеев А.И. Исследование концентрации напряжений при пластической области: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1947. — 22 с.

39. Контроль качества сварки / Под ред. Волченко В.И. М.: Машиностроение, 1975.-328 с.

40. Коцанъда С. Усталостное растрескивание металлов. М.: Металлургия, 1990.-624 с.

41. Кошутин Б.Н. Определение коэффициента перегрузки вертикальной крановой нагрузки на основании статистического изучения работы кранов в действующих цехах: Автореф. канд. диссер. МИСИ им. В.В. Куйбышева. — М., 1961.-21 с.

42. Крукер. Влияние сжимающей части симметричного цикла нагружения на рост усталостных трещин в высокопрочных сплавах // Конструирование и технология машиностроения. — 1971. — № 4. — С. 8-11.

43. Крылов Ю.М. Об эмпирическом спекре ветрового волнения на глубоком море. в кн.: Морское волнение, труды ГОИН. — Л.: Энергия, 1961. - Вып. 67. — 272 с.

44. Кунин Ю.С., Эглескалн Ю.С. Исследование статистических свойств режимов нагружения подкрановых конструкций // Промышленное строительство. 1969. - №9. - С. 36-39.

45. Курихара М, Като А., Кавахара М. Анализ скоростей распространения усталостной трещины в широком диапазоне значений коэффициента асимметрии цикла // Теоретические основы инженерных расчетов. — 1986. — № 2. -С. 133-141.

46. Лащенко М.Н. Аварии металлических конструкций зданий и сооружений. JL: Стройиздат, 1969.

47. Лядецкий И.А. Влияние режима нагружения на усталостную долговечность элементов металлоконструкций: Дис. канд. техн. наук. М., 2003. — 181 с.

48. Мазепа А.Г., Гринь Е.А., Морозова Г.И. Исследование кинетики роста трещин в условиях симметричного и пульсирующего нагружения // Проблемы прочности. 1981.-№ И.-С. 23-27.

49. Мельников Н.П. Металлические конструкции / Современное состояние и перспективы развития. М.: Стройиздат, 1983. - 541 с.

50. Микляев П.Г., Нешпор Г.С, Кудряиюв В.Г. Кинетика разрушений. — М.: Металлургия, 1979. 279 с.

51. Михайлов П.И., Волков А.Г. Исследование на выносливость сварных газгольдеров. -М.: БНИЦАГИ, 1964. 16 с.

52. Морозов Е.М, Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. -М.: Наука, 1980. С. 254-256.

53. Москвитин В.В. Пластичность при переменных нагружениях. — М.: изд. МГУ, 1965.

54. Нормы американского общества инженеров-механиков для котлов и сосудов давления. ЦНИИАТОМИНФОРМ., вып. 4, разд. 3. - М., 1962. - С. 97-113.

55. Постное В.А., Келъман Б.Е., Черенков Н.И. Применение МКЭ для анализа напряженного состояния конструкций при циклических нагружениях в уп-ругопластической области: Сб. НТО Судостроительной промышленности. -Вып. 184.-1972.-С. 21-34.

56. Постное В.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. JL: Судостроение, 1974. - 343 с.

57. Пригоровский НИ. Методы исследования напряжений. М.: 1976. -130 с.

58. Прочность сварных соединений при переменных нагрузках / Под ред. Труфякова В.И. Киев: Наукова думка, 1990. — 256 с.

59. Ренне И.П., Юдин Л.Г. О точности значений локальных деформаций при использовании делительной сетки с малой базой // Заводская лаборатория. -1967.-№ 1.-С. 96-97.

60. Ромвари Л., Тот Л., Надь Д. Анализ закономерностей распространения усталостных трещин в металлах // Проблемы прочности. 1980. - №12. - С. 18-28.

61. Сапунов Н.Е. Никишина А.Г. Пожаро и взрывобезопасность складов и баз сжиженных углеводистых газов. — М.: ЦНИИГЭНефтеХим, 1975. — 58 с.

62. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. — М: Мир, 1979. -392 с.

63. Такаси Навору. Разрушение нефтяных резервуаров. — Киндзоку, 1975.1-T. 45. -№4.-С. 52-53.

64. Тейлор Д., Лыоис Р., Рамсей Д. Проверка конструкционной прочности существующей аэродинамической трубы. Труды АОИМ, Теор. осн. инж. расч. М.: Мир, 1974. - №2. - С. 43-53.

65. Теокарис П. Муаровые полосы при исследовании деформаций. — М.: Мир, 1972.-335 с.

66. Тихомиров В.М. Рост трещины при знакопеременном цикле нагружения // Прикладная механика и техническая физика. 2008. - Т. 49. - № 5. - С. 190-198.

67. Топпер Ю. Влияние прочности материала, коэффициента асимметрии цикла и сжимающей перегрузки на пороговый размах коэффициента интенсивности напряжений для стали SAE1045 //Теоретические основы инженерных расчетов. 1985. - Т. 107. - № 1. — С. 20-26.

68. Трощенко В. Т., Ясний П.В., Покровский В.В., Попов А.А. Влияние температуры и асимметрии нагружения на циклическую трешиностойкость стали 15Х2НМФА//Проблемы прочности. 1981. -№ Ю. - С. 3-7.

69. Трощенко В.Т., Ясний ИВ., Покровский В.В., Скоренко Ю.С. Методика и некоторые результаты исследования раскрытия трещин усталости // Проблемы прочности. 1987. - № 10. — С. 8-13.

70. Уваров Б.Ю. Статистическое исследование вертикальных нагрузок от подвесных однобалочных кранов. ВНИИС. Библиографический указатель депонированных рукописей. М., 1980. — Вып. 3. — 34 с.

71. Фалъкевич А. С, Анучкин М.П. Прочность и ремонт стальных резервуаров и трубопроводов. -М.: Гостехиздат, 1955. 148 с.

72. Шапкин B.C. Расчетно-экспериментальная оценка длительности развития усталостных трещин в тонкостенных элементах авиаконструкций при нерегулярном нагружении: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1989. 29 с.

73. Шаханов С.Б. Дефекты сварных соединений и методы их устранения. — JL: 1980. 80 с.

74. Шкинев А.Н. Аварии в строительстве. М.: Стройиздат, 1984. — 320 с.

75. Шнейдерович P.M., Левин О.А. Измерение полей пластических деформаций методом Муара. М.: Машиностроение, 1972. - 152 с.

76. Шувалов А.Н. Влияние испытательной перегрузки на усталостную долговечность листовых конструкций: Дис. канд. техн. наук. — М., 1982. 236 с.79.