Разрушению алюминиевых

Переход к разрушению элементов авиационных конструкций на заключительной фазе развития усталостной трещины может быть осуществлен в широком диапазоне температурно-скорост-ных условий нагружения. Возможны разнообразные ситуации по интенсивности напряженного состояния материала в зоне страгивания трещины применительно к широкому классу конструкционных материалов на основе железа, титана, алюминия, магния и никеля. Поэтому в условиях эксплуатации могут быть достигнуты ситуации с минимально реализованной вязкостью разрушения вплоть до межзеренного проскальзывания или, напротив, может произойти высокопластичное разрушение, в котором сочетаются процессы внутризеренного скольжения и межзеренной ползучести. Вся совокупность реализуемых таким образом ситуаций в условиях эксплуатации должна рассматриваться с единых энергетических позиций с привлечением карт или диаграмм областей устойчивого поведения материала [40-42].

45. H. А. Маху тов. Сопротивление хрупкому разрушению элементов конструкций. М., изд-во «Машиностроение», 1973.

В связи с перспективами строительства крупнотоннажных химических производств в районах с холодным климатом, а также исходя из особенностей технологического цикла изготовления РСВД, оценка вязкостных свойств и сопротивления хрупкому разрушению элементов конструкций приобретает все большее значение.

В литературе по разрушению элементов конструкций большое число работ посвящено изучению равновесия деформируемых тел с трещинами [8, 9]. Результаты этих работ входят в новую научную дисциплину — линейную механику разрушения. Эта дисциплина разрабатывается в основном феноменологическими методами, без учета свойств микроструктуры. В основу теории положены феноменологические гипотезы относительно поведения материала 'вблизи острых углов трещин.

Как показано многочисленными исследованиями, в элементах конструкций изготовленных из пластичного материала, находящихся в вязком состоянии и работающих при статических и ударных нагрузках, остаточные сварочные напряжения не отражаются на прочности (сопротивлении разрушению) элементов конструкций. Их влияние в данном случае проявляется лишь в том, что наступление пластических деформаций в отдельных зонах может происходить при более низких нагрузках, чем в элементах, не имеющих сварочных напряжений. В конструкциях из хрупких материалов, а также из материалов пластичных, но находящихся в хрупком состоянии (например, при воздействии объемного напряженного состояния), сварочные остаточные напряжения могут влиять на прочность при статических и ударных нагрузках.

Ниже приведены основные положения, расчетные уравнения и характеристики для определения малоцикловой и длительной циклической прочности, а также алгоритмы и программы расчетов на ЭВМ сопротивления разрушению элементов конструкций при малоцикловом нагружении. В излагаемых методах расчета на сопротивление малоцикловому разрушению были использованы результаты научных разработок, изложенных в настоящей серии монографий [1—4] и в работах [5—8], а также разработок нормативных материалов применительно к атомным энергетическим реакторам [9] и методических рекомендаций (по линии научно-методических комиссий в области стандартизации методов расчетов и испытаний на прочность).

При использовании коэффициентов концентрации К* по п. 3.2.3 и полученных по пп. 4.1.4 и 4. 1.9 значений о* расчет сопротивления циклическому разрушению элементов конструкций должен производиться в соответствии с п. 3.7.

Наряду с вопросами уменьшения сопротивлений большое значение имеют дополнительные требования к газовоздушным трактам/ Так, значительную роль играют вопросы борьбы с аэродинамическими пульсациями, могущими привести даже к разрушению элементов конструкций.

Колебания статора. Статор состоит из шихтованного сердечника с помещенной в нем обмоткой и цельносварного корпуса. Корпус закрепляется на фундаменте турбоагрегата. Массы сердечника статора — несколько сот тонн, корпуса —десятков тонн. Колебания статора турбогенератора в стационарном рабочем режиме вызываются действием переменного магнитного поля, создаваемого в основном вращающимися электромагнитами ротора. Переменные электромагнитные силы возбуждают вибрации сердечника и обмотки статора. Для уменьшения передачи вибраций с сердечника на корпус турбогенератора и фундамент турбоагрегата сердечник эластично подвешивается в корпусе (рис. 2, где / — ротор турбогенератора; 2 — сердечник статора; 3 — упругая подвеска; 4 — корпус статора; 5 — фундамент турбоагрегата). Наибольшие напряжения возникают при вибрации статора двухполюсного турбогенератора, ибо при большем числе полюсов соответственно больше узлов имеет по окружности форма колебаний сердечника статора и тем меньше амплитуда колебаний и напряжения. Сложность проблемы для мощных турбогенераторов обусловливается как действием значительных переменных электромагнитных сил, так и тем, что статор представляет собой сборную конструкцию с возможными зазорами между сердечником и элементами эластичной подвески, между сердечником и обмоткой статора. Это в ряде случаев порождает виброударные явления, приводящие к усталостному разрушению элементов статора. В настоящее время во избежание недопустимых вибраций обмотка, сердечник и корпус статора соединяются с помощью предварительно напряженных упругих элементов. Причем создаваемый упругий натяг не менее чем на порядок превышает возможные относительные вибрации.

Дальнейшее развитие методики расчета на сопротивление разрушению элементов конструкций с трещинами дано в «Методике расчета допустимых дефектов металла во время эксплуатации АЭС» М-2-91 [77], рекомендованной для практического использования Госатомнадзором РФ.

58.1.3. Расчет на сопротивление хрупкому разрушению элементов оборудования и трубопроводов проводят для всех режимов эксплуатации, включая нормальные условия эксплуатации (НУЭ), нарушение нормальных условий эксплуатации (ННУЭ), аварийные ситуации (АС), гидравлические (пневматические) испытания.

81. Кишкина С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов.— М.: Металлургия. 1931.—280 с.

72. Кишкина С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов.— М.: Металлургия, 1981.

24. Кишкина С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов.— М.: Металлургия, 1981.

22. Кишкина С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов.— М.: Металлургия, 1981.

95. Кишкина С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов.— М.: Металлургия, 1981.

7. Кишкина С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов.— М. Металлургия, 1981.— 279 с.

4. Кишкина С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1981. 278 с.

23. Кишкина С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1981. 280 с.

С понижением величины у работа образования трещин уменьшается. В соответствии с данными работы [183] затрата энергии на зарождение трещины в сплаве А1 + 5% Sn при 300° С сильно зависит от места ее возникновения. На межзеренной границе, например, работа образования трещины, заполненной расплавом, составляет 140 эрг/см2. Если же трещина образуется в контакте с жидким металлом в объеме зерна, работа ее образования выше — 520 эрг/см2. При отсутствии жидкого металла энергетические затраты составляют соответственно 1920 и 2300 эрг/см2. Следовательно, наиболее вероятным является образование межкри-сталлитных трещин со смоченными расплавом стенками. Независимо от того, введено ли олово при изготовлении сплава или нанесено на поверхность испытываемых образцов, оно способствует межкристаллитному разрушению алюминиевых сплавов при повышенных температурах [182, 206}. Подобно олову действует и цинк. Висмут, кадмий и свинец не оказывают охрупчивающего влияния на алюминий [206]. Эффект меди и кремния, содержащихся в алюминиевых сплавах, изучен в работах [182, 366].

81. Кишкина С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов.— М.: Металлургия, 1981.—280 с.

23. Кишкина С. И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавог. М.: Металлургия, 1981. 280 с.