Ослабленных кольцевой

Для рассматриваемых конструкций, ослабленных кольцевыми мягкими прослойками, интерес вызывают случаи, когда сварные соединения имеют резко выраженную неоднородность (А'в > 2), при которой кольцевые прослойки лимитируют несущую способность всей конструкции и разрушение последней происходит поперек оболочки /143/. В связи с этим возникает необходимость в оценке несущей способности цилиндрических толстостенных оболочек давления, ослабленных кольцевыми мягкими прослойками и разработке конструктивно-технологических мероприятий по повышению прочности их сварных соединений.

Для разработки методов расчета толстостенных оболочковых конструкций, ослабленных кольцевыми мягкими прослойками, был выполнен анализ предельного состояния данных оболочек давления для наиболее общего случая их нагружсния внутренним /; и наружным ц давлениями (рис. 4.11). В качестве метода теоретического анализа использовали метод линий скольжения при начальных условиях и допущениях,

обеспечивается равнопрочность оболочек, ослабленных кольцевыми мягкими прослойками, основному металлу

В связи с этим анализ напряженного состояния рассматриваемых оболочек, ослабленных кольцевыми мягким швом, был выполнен методом линий скольжения, модернизированным для решения задач дв^тсос-ного нагружения (см. раздел 3.4 настоящей работы).

Несколько иной характер имели разрушения цилиндрических сосудов, ослабленных кольцевыми мягкими прослойками. Образцы с относительной толщиной кольцевых швов к > 0,4 разрушались по шву попе-

метрические параметры и результаты испытаний приведены в табл. 4.5. Сопоставление экспериментальных значений /7»кс с расчетными pleop, подсчитанными по соотношению (4.51) (Кв =O'B/CTB = 5,6...7,1 > 4), представлены на рис. 4.30. Расчетные значения подсчитаны с учетом разброса по Cg. На рис. 4.31 приведено сопоставление расчетных данных, подсчитанных по соотношению (4.54) с экспериментапьными значениями />*кс, полученными в работе /135/ при испытании цилиндрических оболочек, ослабленных кольцевыми швами (Т = = 0,094; А'в = 1,94, ОМ — сталь 45, МШ — сталь 10) при одновременном нагруже-нии внутренним давлением р и осевой растягивающей силой F, обеспечивающим соотношение главных напряжений в стенке (<3у I Gz = 1). При построении расчетных кривых р* =/(к, Кв, ЧР) в соответствии с рекомендациями (3.86) проводили корректировку на относительную тол-кпр, учитывающую неравномерное распределение механических характеристик по толщине прослойки /135/. Как видно, расчетная методика, полученная для оценки несущей способности сферических сосудов, ослабленных кольцевой мягкой прослойкой (соотношение напряжений в стенке сферической оболочки аф /Cz = \),

Рис. 431. Сравнение расчетных и экспериментальных данных по несущей способности цилиндрических сосудов давления, ослабленных кольцевыми мягкими прослойками, нагруженных внутренним давлением и осевой растягивающей силой (а,./аг=1)

Для рассматриваемых конструкций, ослабленных кольцевыми мж кими прослойками, интерес вызывают случаи, когда сварные соедине ния имеют резко выраженную неоднородность (А'в > 2), при которой кольцевые прослойки лимитируют несущую способность всей конструкции и разрушение последней происходит поперек оболочки /143/. В свя зи с этим возникает необходимость в оценке несущей способности ци линдрических толстостенных оболочек давления, ослабленных кольцевыми мягкими прослойками и разработке конструктивно-технологических мероприятий по повышению прочности их сварных соединений.

Для разработки методов расчета толстостенных оболочковых конструкций, ослабленных кольцевыми мягкими прослойками, был выполнен анализ предельного состояния данных оболочек давления для наиболее общего случая их нагружения внутренним р и наружным q давлениями (рис. 4.11). В качестве метода теоретического анализа использс вали метод линий скольжения при начальных условиях и допущениях.

обеспечивается равнопрочность оболочек, ослабленных кольцевыми мягкими прослойками, основному металлу

В связи с этим анализ напряженного состояния рассматриваемых оболочек, ослабленных кольцевыми мягким швом, был выполнен методом линий скольжения, модернизированным для решения задач двухосного нагружения (см. раздел 3.4 настоящей работы).

Отметим, что для толстостенных оболочковых конструкций, ослабленных кольцевой мягкой прослойкой, в случае большой механической неоднородности соединений А'в (практически при А'в > 2) может быть реализован механизм потери пластической устойчивости в виде локального сужения кольцевого сечения, расположенного в мягкой прослойке. Используя основные результаты работы /82/, представленные в виде соотношений, связывающих значения критических величин интенсивности деформации со свойствами материала ?р

Следуя данному алгоритму решения задачи, было получено выражение для оценки величины предельного перепада давлений по толщине стенки сферических оболочек, ослабленных кольцевой мягкой прослойкой (при Кв < 4)

Заметим, что при к > кк полученные соотношения (4.53) и (4.54) вырождаются в решения, описанные ранее в /68/ для однородных толстостенных сферических оболочек, нагруженных внутренним и внешним давлением. Кроме того, предложенная методика оценки несущей способности толстостенных сферических оболочек, ослабленных кольцевой мягкой прослойкой, является обобщением решений, полученных ранее для тонкостенных оболочковых конструкций на случай Чу = ?/Л»0и переходит в последние при *V — > 0.

Для практической оценки несущей способности рассматриваемых оболочковых конструкций по полученным расчетным соотношениям (4.53) и (4.54) необходимо в последние в соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 4.1, подставлять значения интенсивности напряжений о,г'м = 2^,'м - P^Og'"'. отвечающие предельному состоянию оболочковых конструкций по критерию потери устойчивости их пластического деформирования в процессе нагружения. Необходимые для расчета значения параметра \\v, характеризующего момент потери пластической устойчивости сферических оболочек, ослабленных кольцевой мягкой прослойкой, определяется с учетом выражений (4.3) — (4.5).

Изготовление сферических оболочковых конструкций, ослабленных кольцевой мягкой прослойкой, проводили пайкой двух полусфер, кото-

Разработанная расчетная методика по оценке несущей способности цилиндрических сосудов с кольцевыми швами подтверждается и полученными в работе /143/ результатами по испытанию трубчатых образцов, ослабленных кольцевой прослойкой (Т = 0,064; Кк = 2,84 — 3,15) (рис. 4.28).

метрические параметры и результаты испытаний приведены в табл. 4.5. Сопоставление экспериментальных значений /7»кс с расчетными pleop, подсчитанными по соотношению (4.51) (Кв =O'B/CTB = 5,6...7,1 > 4), представлены на рис. 4.30. Расчетные значения подсчитаны с учетом разброса по Cg. На рис. 4.31 приведено сопоставление расчетных данных, подсчитанных по соотношению (4.54) с экспериментапьными значениями />*кс, полученными в работе /135/ при испытании цилиндрических оболочек, ослабленных кольцевыми швами (Т = = 0,094; А'в = 1,94, ОМ — сталь 45, МШ — сталь 10) при одновременном нагруже-нии внутренним давлением р и осевой растягивающей силой F, обеспечивающим соотношение главных напряжений в стенке (<3у I Gz = 1). При построении расчетных кривых р* =/(к, Кв, ЧР) в соответствии с рекомендациями (3.86) проводили корректировку на относительную тол-кпр, учитывающую неравномерное распределение механических характеристик по толщине прослойки /135/. Как видно, расчетная методика, полученная для оценки несущей способности сферических сосудов, ослабленных кольцевой мягкой прослойкой (соотношение напряжений в стенке сферической оболочки аф /Cz = \),

Отметим, что для толстостенных оболочковых конструкций, ослабленных кольцевой мягкой прослойкой, в случае большой механической неоднородности соединений Кв (практически при А'в > 2) может быть реализован механизм потери пластической устойчивости в виде лока!ь-ного сужения кольцевого сечения, расположенного в мягкой прослойке. Используя основные результаты работы /82/, представленные в виде соотношений, связывающих значения критических величин интенсивности деформации со свойствами материала Бр

Следуя данному алгоритму решения задачи, было получено выражение для оценки величины предельного перепада давлений по толщине стенки сферических оболочек, ослабленных кольцевой мягкой прослойкой (при Кв < 4)

Заметим, что при к > кк полученные соотношения (4.53) и (4.54) вырождаются в решения, описанные ранее в /68/ для однородных толстостенных сферических оболочек, нагруженных внутренним и внешним давлением. Кроме того, предложенная методика оценки несущей способности толстостенных сферических оболочек, ослабленных кольцевой мягкой прослойкой, является обобщением решений, полученных ранее дня тонкостенных оболочковых конструкций на случай Т = 11R » О и переходит в последние при Ч* —» 0.

Для практической оценки несущей способности рассматриваемых оболочковых конструкций по полученным расчетным соотношениям (4.53) и (4.54) необходимо в последние в соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 4.1, подставлять значения интенсивности напряжений aJ'M = 2&NT,'M = 3l),ag'M, отвечающие предельному состоянию оболочковых конструкций по критерию потери устойчивости их пластического деформирования в процессе нагружения. Необходимые для расчета значения параметра (Зц,, характеризующего момент потери пластической устойчивости сферических оболочек, ослабленных кольцевой мягкой прослойкой, определяется с учетом выражений (4.3) — (4.5). -