Распределение остаточных

Явлением стабильности называется свойство вязкой жидкости Ьри движении принимать вполне определенное распределение скоростей. Это распределение определяется значением числа Re, фор-лой канала и относительной длиной пройденного участка пути. В случае тождественности этих факторов распределение скоростей получается подобным. :

Явлением стабильности называется свойство вязкой жидкости при движении принимать вполне определенное распределение скоростей. Это распределение определяется значением числа Re, формой канала и относительной длиной пройденного участка пути. В случае тождественности этих факторов распределение скоростей получается подобным.

Биномиальное распределение определяется двумя параметрами: 1) р — может иметь любое значение между 0 и 1; 2) п — целое

В нормированном и центрированном видед. е. при M [U] = О, о \U\ = 1, логарифмически нормальное распределение определяется следующими формулами для величины:

4.4е. Полиномиальное распределение. Полиномиальное распределение определяется формулой

4.5а. Равномерное распределение. Равномерное распределение определяется функциями

4.56. Треугольное распределение. Треугольное распределение определяется функциями

4.5в. Нормальное распределение. Нормальное распределение определяется следующими двухпараметрическими функциями:

4.5г. Логарифмически нормальное распределение. Логарифмически нормальное распределение определяется следующей трехпараметрической плотностью вероятности:

4.5ц. Гамма-распределение. , Гамма-распределение определяется двухпараметрической плотностью вероятности

4.5е. Бета-распределение. Бета-распределение определяется двухпараметрической плотностью вероятности

стям (4.21) и (4.31), поскольку эти зависимости предполагают сравнение образцов с одинаковым распределением энергии в деформируемых объемах. Это распределение определяется уровнем концентрации напряжений (деформаций). *

Сильфоны УЧЭ КИП и А газопромыслового и газоперерабатывающего оборудования по конструкции аналогичны ГМР и компенсаторам и изготавливаются обычно из прецизионных диспер-сионно-твердеющих сплавов аустенитного класса типа 36НХТЮ, 68НХВКТЮ и др., обладающих особыми упругими свойствами. Благодаря особенностям геометрической формы и служебному назначению, они способны совершать значительные низкочастотные пе,; мещения под действием осевой или поперечной сил и изгибающего момента в присутствии сред, содержащих сероводород, углекислый газ и хлориды, то есть также работают в условиях малоцикловой коррозионной усталости. Причем микротопографический и фрактографический анализы вышедших из строя сильфонов УЧЭ, выполненные в УГНТУ на растровом электронном микроскопе РЭМ-200, показали, что отчетливо выраженные участки питтинговок коррозии и их плотность значительно выше во впадинах и выступах гофр. Это, по-видимому, связано с неравномерным распределением остаточных напряжений по профилю гофры при ее формировании. Определенные там же на рентгеновском аппарате УРС-55 (совместно с Д.Е. Бугаем) технологически унаследованные остаточные напряжения по профилю гофры сильфона в виде микроискажений кристаллической решетки (Ad/d) металла показаны на рис. 42. Видно, что действительно распределение остаточных напряжений характеризуется резкой их неоднородностью в областях выступов и впадин гофр, то есть там, где металл в процессе изготовления сильфона был подвергнут максимальным остаточным пластическим деформациям (аналогичное распределение наблюдалось нами и по профилю ГМР). В процессе эксплуата-

Рис. 5.49. Процесс возникновения сварочных напряжений при сварке пластин встык, Т =/(//) — распределение температуры по оси оу; ах = f (х) и о^ = = f (У) — распределение остаточных продольных напряжений по осям Ох и Оу соответственно

Рис. 22. Распределение остаточных сва- ПР^ВЫШаюЩИХ Температуру рочных напряжений в стыковом соеди- Достижения ат (^lUU ^), нении ' приводит к пластическому

Характерное распределение остаточных сварочных напряжений при сварке встык пластины показано на рис. 22.

Для случаев однопроходной сварки встык с полным проплав-лением пластин (рис. 11.11, а) из низкоуглеродистой стали распределение остаточных продольных напряжений ах в поперечном сечении имеет характерный вид, представленный на рис. 11.11,0. Причина возникновения остаточных напряжений ах — остаточные пластические деформации укорочения гхпл в шве и околошовной зоне на ширине 2Ь„Л (рис. 11.11,6). В процессе сварки на стадии нагрева происходят пластические деформации укорочения, а на стадии охлаждения — пластические деформации удлинения. Так как пластические деформации на стадии нагрева по абсолютной величине больше, чем на стадии

охлаждения, остаточные пластические деформации представляют собой деформации укорочения. Вследствие этого в шве и околошовной зоне на ширине 26Р возникают остаточные растягивающие напряжения, имеющие максимальное значение а*тах в шве (рис. 11.11,в). Эти напряжения уравновешиваются напряжениями сжатия в основном металле. Приведенное на рис. 11.11,0 распределение остаточных напряжений характерно для случаев, когда сварные пластины не теряют устойчивости, т. е. не нарушается их плоскостность. Это имеет место при сварке пластин в жестком приспособлении, препятствующем нарушению плоскостности, а также приближенно и при сварке пластин средней толщины (6 = 6...15 мм) в свободном состоянии. При сварке менее жестких пластин (6<6 мм), как правило, происходит потеря устойчивости, существенно изменяющая распределение напряжений, в особенности напряжений сжатия (рис. 11.11, г).

Рис. 11.12. Распределение остаточных поперечных напряжений а,, по оси

Рис. 11.16. Распределение остаточных напряжений при точечной контактной сварке

В реальных случаях сварки в центральной части пластины при нагреве возникают пластические деформации укорочения, вызванные действием сжимающих напряжений стг и 0е, поэтому при последующем охлаждении в пластине появляются остаточные напряжения. На рис. 11.16 показано характерное распределение остаточных напряжений аг и ао в радиальном направлении. При этом можно выделить три зоны. В зоне / остаточные напряжения (как ог, так и ое) растягивающие и, как правило, достигают значений предела текучести материала, т. е. ол = = ае = От. В зоне // интенсивность напряжений 0„ вычисленная по значениям компонентов ог и ere, приблизительно равна пределу текучести, т. е. а, = 0т, В зонах I к II происходят пластические деформации. В зоне /// на стадиях нагрева и остывания возникают только упругие деформации. В этой зоне компоненты напряжений аг и ов уменьшаются по абсолютным значениям примерно обратно пропорционально квадрату радиуса.

Рассмотрим условия, определяющие долговечность элемента конструкции на стадии развития трещины. Как указывалось, число циклов, соответствующее росту трещины от начальной длины !,, до критической /с, определяет долговечность данного элемента конструкции по числу циклов. Чтобы обеспечить прочность конструкции, долговечность должна быть больше числа перемен заданной нагрузки. Таким образом, наряду с оценкой материала по классической кривой Велора, существенную информацию о поведении элемента конструкции с трещиной в условиях усталости должна дать механика разрушения. Следовательно, в данном случае, как обычно, надо исходить из того, что начальный тре-щиноподобный дефект существует в конструкции г момента ее изготовления (несмотря на дефектоскопический контроль, который, как известно, имеет определенный допуск па размер пе-обнаруживаемых дефектов). К сварным конструкциям это относится в большей мере, и в этом случае желательно иметь критические значения коэффициентов интенсивности напряжений (Л'с или KIC) для основного материала, материала шва и материала переходной, термически поврежденной, зоны. Кроме этого, для сварных конструкций желательно в области сварного шва знать величину и распределение остаточных напряжений. Все это вместе взятое способствует уточнению расчетов.

(рис. 4.17). Последнее обеспечивает наиболее равномерное распределение остаточных напряжений как в процессе остывания отливки, так и во время эксплуатации. Однако такая отливка несколько сложнее и дороже в изготовлении.