Распределение начальных

!'ис, 3.1 5. Распределение микротвердости сварных соединений стали 15Х5М змеевика печи установки селективной очистки масел

Рис. 1.1. Распределение микротвердости стали группы прочности ХбО по сечению стенки трубы (Нпо,ов,

Рис. 5.2. Распределение микротвердости в сварном стыке труб до (1) и после (2) наложения дополнительного

Распределение микротвердости до и после наложения дополнительного валика показано на рис. 5.2. Как видно из полученных результатов значения микротвердости образцов после наложения ремонтного шва уменьшились примерно на 50 единиц. Эти дефекты указывают о снятии заколочных структур, которые были в сварном соединении до ремонта. Вероятно это объясняется своеобразной термообработкой, которая происходит при наложении ремонтного шва. Установлено, что структура основного металла имеет строчечный характер (рис. 5.3,а). Это указывает, что листовой материал был получен холодной прокаткой. На линии сплавления (рис. 5.3,6) наблюдаются крупные подплавленные зерна. Структура сварного шва до ремонта имеет дендрантную структуру (см. рис. 5.3,в).

Измерение микротвердости и микроструктуры в-.деформированном поверхностном слое образца показало резкую неравномерность ее распределения и различную степень пластической деформации. Формирование структуры рабочего слоя в процессе удара определяется исходной структурой материала, продолжительностью времени контакта, контактной температурой, скоростью приложения нагрузки. При о = 3,2 м/с и \F=8,2 Дж максимальная микротвердость на поверхности удара составляет 12000 МПа, минимальная — 4200 МПа. Измерение микротвердости по поверхности и по глубине образца после удара показало, что распределение микротвердости в зоне удара неравномерное. Неравномерно распределяется и температурное поле. Динамический характер пластического деформирования, во время которого теплообмен в зоне контакта практически отсутствует, вызывает на пятнах фактической площади контакта мгновенные скачки температуры, т. е. температурные вспышки, величина которых при тяжелых режимах намного превышает среднюю температуру. Несмотря на то, что глубина действия температурных вспышек при ударе локализуется в слое толщиной несколько микрометров, они способствуют структурным превращениям и изменению микротвердости. В некоторых случаях удалось наблюдать полоски вторичной закалки. Их микротвердость составила 12880 МПа. Микротвердость подстилающего слоя на расстоянии 0,ОГмм от поверхности меньше микротвердости металлической основы и составляет 3300 МПа, что соответствует приблизительно температуре 400—500° С. Следовательно, при единичном ударе в зоне контакта в отдельных микрообъемах возникают температурные скачки, упрочняющие эти 7частки. Под ними и вблизи них находятся участки, микротвердость которых ниже исходной, а температура достигает лишь температуры "отпуска. Наблюдаемые температурные изменения связаны с изменениями структуры и прочностных свойств соударяющихся материалов.

Рис. 98. Распределение микротвердости Нр, и электродных потенциалов Дф в сварном соединении из стали 17Г2СФ: 1 — средняя микротвердость основного металла; 2 — зерна перлита; 3 — зерна феррита

Рис. 101. Распределение микротвердости (Я^ ), локальных электродных потенциалов (Дф) и микроискажений решетки (Да/а) в месте поверхностного дефекта на поверхности разрушившейся трубы

Рис. 12. Распределение микротвердости в ЗТВ лазерного излучения в образцах из твердого сплава ВЗК-

При воздействии следующего импульса ОКГ описанные процессы повторялись у левой границы очередной ЗТВ. На рис. 45 представлено распределение микротвердости по длине одной зоны лазерного воздействия для различных коэффициентов перекрытия. На графике прослеживаются три четко выраженных участка: с микротвердостью 300—350 кгс/мм2 (исходный материал); с микротвердостью 850—1150 кгс/мм2 (закаленный участок); с микротвердостью 550— 600 кгс/мм2 (участок отпуска).

Рис. 45. Распределение микротвердости по длине зоны лазерного воздействия на сталь У8 при различных Ка.

Рис. 51. Распределение микротвердости упрочненного участка поверхности стали ШХ15.

Недостатки частично устраняет методика расчета [28], в которой учитывают, что путь ультразвука в призме обычно существенно меньше ближней зоны пьезопластины. В связи с этим предполагают, что в призме распространяется ограниченная плоская волна, которая возбуждает колебания на поверхности изделия в области S2 с размерами C'D' = 2ay/cos p1 в основной и 2az в дополнительной плоскостях. Распределение начальных фаз колебаний меняется (только в основной плоскости) с учетом разных путей, проходимых лучами от разных точек пластины. Ме-

Рассмотрим вначале контакт двух полубесконечных участков. Распределение начальных электродных потенциалов для этого случая показано ступенчатой кривой на рис. 92 и эквивалентно включению в точке х = 0 генератора (с нулевым внутренним сопротивлением), создающего на зажимах э. д. с., равную 2[/°, причем справа от х = 0 имеем U (0) = — с/° (анод), слева U (0) = = +U° (катод).

Рассмотрим вначале контакт двух полубесконечных участков. Распределение начальных электродных потенциалов для этого случая показано ступенчатой кривой на рис. 92 и эквивалентно включению в точке х = О генератора (с нулевым внутренним сопротивлением), создающего на зажимах

Здесь Т°х = Т°х (х, у), S" = 5° (х, у), Т°у = 7^ (*, у) —распределение начальных усилий при Р — 1.

Причем Р — параметр нагрузки, пропорционально которому увеличиваются все внешние усилия, действующие на пластину; TQX = = Т°х (х, у), S° = S° (х, у), Тйу = Т°у (х, у) — распределение начальных внутренних усилий в срединной плоскости пластины при Р = 1. Граничные условия для w, заданные на контуре пластины, тоже однородны.

где Tl = Tl (х, у), Т°у - Т°и (х, у), S° = S° (x, у) - распределение начальных усилий в срединной плоскости пластины при Р = 1; величину У подсчитываем по формуле (5.5). Минимизируя каким-либо численным методом выражение (5.14), находим Р — Р

где Т°г (г) — распределение начальных радиальных усилий при q = I, которое необходимо предварительно определить из решения осесимметричной плоской задачи для круглой пластины переменной толщины.

На рис. 7.8 показано распределение начальных остаточных напряжений в исходном состоянии и после 10 циклов нагружения при уровне номинальных напряжений 0„ = 0,7 0т-Можно видеть, что при сложном очертании эпюр остаточных напряжений, многократно изменяющих знак эпюры (что характерно для сварных соединений аустенитных сталей), циклическое нагружение приводит не только к снижению уровня, но и к изменению характера распределения остаточных напряжений.

емое имеет порядок (hlRY и также должно быть отброшено. Окончательно получим /?кр = 3Dm^/R3. Интересно отметить, что при решении нам не понадобились конкретные значения начальных напряжений croi в отдельных слоях; в решении было использовано лишь интегральное условие равновесия (3.138). Поэтому распределение начальных напряжений никак не влияло (если оставаться в рамках теории изгиба тонких колец) на величину критического давления. В частности, устойчивость многослойной оболочки совершенно не связана со всякого рода самоуравновешенными начальными напряжениями в ее слоях.

Как уже говорилось, до потери устойчивости в пластине реализуется плоское напряженное состояние, описываемое уравнениями плоской задачи теории упругости. Будем считать, что соответствующая плоская задача решена и распределение начальных нормальных и касательных напряжений охо — ожо (х, у), ауо-=.ауо (х, у), txuo — *= ^хуо (х> У} в пластине найдено. Эти напряжения, постоянные по толщине пластины, приводят к начальным нормальным и касательным

где Т ю — Г10 (х, у), Т20 = "Г20 (х, д), S0 = S0 (x, у) — распределение начальных сил в срединной плоскости пластины при F = 1; величина U определяется выражением (2.54). Минимизируя каким-либо численным методом последнее выражение, находим Рш\п = FKV. Р, По изложенному варианту энергетического метода, когда изменение полной потенциальной энергии выражено в виде (7.29), следует сделать два замечания. Во-первых, необходимо подчеркнуть, что в это выражение входят начальные силы в срединной плоскости пластины, которые необходимо предварительно определить, решая (точно или приближенно) плоскую задачу теории упругости*. Во-вторых, еле-