Исследования напряженного

2. Уточнение исследования напряженно-деформированного состояния зубьев методами теории упругости, в частности вариационно-разностным в криволинейной системе координат.

Анализ включает оценку: фактической нагруженное™ основных элементов аппарата в соответствии с требованиями НТД; фактической геометрии и толщины стенок, концентраторов напряжений и дефектов результатов исследования напряженно-деформированного состояния (НДС), полученных при функциональной диагностике и экспертном обследовании; установление механизмов образования и роста обнаруженных дефектов и повреждений, возможных отказов вследствие их развития; оценку параметров технического состояния аппаратуры (их соответствие требованиям нормативно-технической и проектной документации, а по наличию отклонений от требований НТД установления определяющих параметров технического состояния); заключения о необходимости дальнейших уточненных расчетов и экспериментальных исследований напряженно-деформационного состояния, характеристик материалов и оценки остаточного ресурса в случае отсутствия повреждений, влияющих на параметры технического состояния аппаратуры.

Этот метод предусматривает дистанционное исследование тепловых полей излучения объектов в инфракрасном диапазоне. При обследовании технического состояния металла колонных аппаратов его можно использовать для исследования напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов. Контроль возможен везде, где есть градиент температур: реакторы, колонны, печи, дымовые трубы. У змеевиков трубчатых печей можно выявить места закоксова-ния, перегрева. Можно количественно оценить с точностью до 10% места повреждений кладки печи, нарушения футеровки реактора. Чувствительность теплового приемника такова, что удается зарегистрировать разницу температур поверхности О, ГС.

При диагностировании технического состояния длительно проработавшего оборудования анализ механизмов повреждений и выявлений определяющих параметров технического состояния обследуемого аппарата должен включать оценку: фактической нагруженности основных элементов объекта в соответствии с требованиями НТД; фактической геометрии и толщины стенок, концентраторов напряжений и дефектов; результатов исследования напряженно-деформированного состояния (НДС), полученных при диагностике и экспертного обследования; установления механизмов образования и роста обнаруженных дефектов и повреждений металла, возможных отказов вследствие их развития; параметров технического состояния аппаратуры (и их соответствие требованиям НТД) и проектной документации. Если есть отклонения, то необходимо выполнить работы по установлению определяющих параметров технического состояния. Завершает перечисленные этапы заключение о необходимости дальнейших экспериментальных исследований НДС; характеристик материалов, уточненных расчетов и оценки ресурса безопасной эксплуатации аппарата.

Фактическую нагруженность объекта оценивают расчетными методами, принимая во внимание следующее: реальные геометрию и размеры конструкции; вид и величины выявленных дефектов; уровень концентрации напряжений, вызываемых дефектами; результаты исследования напряженно-деформированного состояния металла конструкции [88, 130] и изменения его физико-механических свойств. Кроме трещин механического или коррозионного происхождения развитие повреждений металла конструкции прогнозируют по результатам периодически проводимой диагностики.

Уточняющие расчеты и исследования напряженно-деформированного состояния и характеристик материалов конструкции проводят с целью получения дополнительной (в том числе отсутствующей в технической документации) информации об уровне фактических номинальных и местных напряжений и деформаций, которая необходима для установления механизмов возникновения повреждений и (или) непосредственно для расчета остаточного ресурса.

Приведены результаты исследования напряженно-

В настоящей работе приведены некоторые результаты экспериментального и теоретического исследования напряженно-деформированного состояния в области наиболее характерных дефектов в элементах трубопроводов и сосудов. Даны методы оценки прочности элементов с дефектами ( например, коррозионные повреждения, смещение кромок, подрезы и др. ), которые могут быть использованы при нормировании безопасности эксплуатации сосудов и трубопроводов.

Исследования напряженно-деформированного состояния вяз-коунругого тола с трещиной, ведутся, как правило, с применением принципа Вольтерра, состоящего в том, что решение таких задач получают из соответствующих решений для упругого тела заменой упругих постоянных временными операторами (операторами наследственной теории упругости).

3.2. Выбор методов теоретического исследования напряженно-деформированного состояния и несушей способности механически неоднородных сварных соединений. Основные условия и допущения

4.2. Методика экспериментального исследования напряженно-деформированного состояния механически неоднородных соединений толстостенных оболочек на моделирующих образцах

Для исследования напряженного состояния в окрестности исследуемой точки тела обычно выделяют элемент в виде бесконечно малого параллелепипеда <$х (рис. 88). На его гранях дейст-""" вуют внутренние силы, заменяющие воздействие удаленной части тела и вызывающие появление напряжений. Полные напряжения на гранях можно разложить на нормальные и касательные составляющие. Если ориентацию выделенного элемента изменить, то действующие на его гранях напряжения будут также изменяться. При этом можно найти такое положение элемента, при котором на его гранях касательные напряжения равны нулю.

Экспериментальные исследования напряженного состояния производят на простых моделях, применение которых основано на аналогиях, и на натурных деталях. Исследуют поля напряжений и напряжения в отдельных точках.

Для исследования напряженного состояния на деталях плавных форм, в частности листовых, применяют метод полос муара. Он основан на оптическом совмещении мелкой сетки (растра) на деформированной детали с недсформированным растром и получением в результате полос муара:

Для исследования напряженного состояния бруса при растяжении силами, действующими вдоль его оси (одноосное растяжение), выберем какую-либо точку В (рис. 2.17, а) и изобразим ее в виде малого элемента в форме прямоуголь-ного параллелепипеда отдельно от бруса (рис. 2.17, б]. Если предположить, что брус состоит из бесконечно большого числа очень тонких продольных волокон и считать, что все эти волокна не надавливают друг на друга, а только растягиваются (гипотеза о ненадавливании волокон), то можно сделать вывод, что на гранях параллелепипеда, параллельных поперечным сечениям бруса, возникают только нормальные напряжения а, остальные грани от напряжений свободны.

В последние годы получила развитие динамическая механика разрушения [32], использующая аналитические, численные и экспериментальные методы. Для экспериментального исследования напряженного состояния вблизи вершины трещины и кинетики трещины применяют различные методы, включая методы фотоупругости и теневых зон (каустик). Созданные модели динамического разрушения используют те же положения, что и для квазистатического разрушения, а именно - представления о коэффициенте интенсивности напряжений и условие постоянства удельной энергии разрушения. Эти модели динамического разрушения базируются на предположении о непрерывном характере роста трещин. Экспериментальные данные, однако, показывают дис-

Для исследования напряженного состояния зоны продольного шва со смещением кромок использован метод сил теории статически неопределимых систем [2, 5]. Дополнительные напряжения в основном создаются изгибающим моментом, который действует на все поперечное сечение сосуда.

На основании результатов исследования напряженного состояния получена следующая формула для оценки коэффициента концентрации напряжений:

В настоящей работе проведены исследования напряженного состояния сосудов с реальной геометрией сварных швов.

При этом именно кончик трещины является местом создания пай-большей концентрации напряжений и исходной точкой вероят-иейшего дальнейшего разрушения. Поэтому особое значение приобретает вопрос исследования напряженного состояния у кончика (вершины) трещины. Самый общий случай полей деформаций и напряжений у кончика трещины можно получить путем взаимного наложения напряжений следующих частных видов деформаций (рис. 2.1). Первый вид (/) связан с отрывным смещением, при котором поверхности трещины прямо расходятся одна от другой во взаимно противоположных направлениях (симметрично относительно плоскостей ху и xz). Второй вид (//) соответствует перемещениям, при которых поверхности трещины скользят друг но другу (симметрично плоскости ху, но кососим-метрично относительно плоскости xz — поперечный сдвиг). Третий вид (///) связан с антиплоской деформацией (разрезание ножницами), при которой одна поверхность скользит по другой параллельно направляющему фронту трещины (кососимметрич-

Для исследования напряженного состояния в вершине нолу-бесконечной трещины, находящейся в условиях плоского напря-у женного состояния пли плоской

В третьей главе изложены результаты исследования напряженного состояния деформируемых тел при распространении волн напряжений. Дано решение задач о напряженном состоянии тонкого стержня при ударе, плиты при взрыве и ударе, сферы при взрыве и ударе о преграду.