Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении

Предложен подход к оценке величины ударной вязкости образца Шарпи на верхнем шельфе в зависимости от степени предварительного пластического деформирования металлопроката. Выполнен анализ полученных аналитических зависимостей и определены основные параметры, характеризующие их изменения. Предложена п...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2007
1. Verfasser:	Дядин, В.П.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2007
Schriftenreihe:	Автоматическая сварка
Schlagworte:	Научно-технический раздел
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99188
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении / В.П. Дядин // Автоматическая сварка. — 2007. — № 1 (645). — С. 28-33. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-99188
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-991882016-04-25T03:02:04Z Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении Дядин, В.П. Научно-технический раздел Предложен подход к оценке величины ударной вязкости образца Шарпи на верхнем шельфе в зависимости от степени предварительного пластического деформирования металлопроката. Выполнен анализ полученных аналитических зависимостей и определены основные параметры, характеризующие их изменения. Предложена простая инженерная зависимость позволяющая оценить изменение ударной вязкости образца Шарпи на верхнем шельфе в зависимости от степени пластического деформирования при изготовлении и монтаже элементов металлоконструкций. An approach is proposed to evaluation of upper shelf impact toughness of a Charpy sample depending on the degree of plastic pre-deformation of metal rolled stock. The derived analytical dependencies have been analyzed, and the main parameters have been determined, characterizing their change. A simple engineering dependence is proposed, which allows evaluation of the change of upper shelf impact toughness of a Charpy sample depending on the degree of plastic deformation in fabrication and assembly of metal structure elements. 2007 Article Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении / В.П. Дядин // Автоматическая сварка. — 2007. — № 1 (645). — С. 28-33. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99188 621.791.052:539.56 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Дядин, В.П. Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении Автоматическая сварка
description	Предложен подход к оценке величины ударной вязкости образца Шарпи на верхнем шельфе в зависимости от степени предварительного пластического деформирования металлопроката. Выполнен анализ полученных аналитических зависимостей и определены основные параметры, характеризующие их изменения. Предложена простая инженерная зависимость позволяющая оценить изменение ударной вязкости образца Шарпи на верхнем шельфе в зависимости от степени пластического деформирования при изготовлении и монтаже элементов металлоконструкций.
format	Article
author	Дядин, В.П.
author_facet	Дядин, В.П.
author_sort	Дядин, В.П.
title	Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении
title_short	Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении
title_full	Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении
title_fullStr	Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении
title_full_unstemmed	Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении
title_sort	влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца шарпи при разрушении
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2007
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99188
citation_txt	Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении / В.П. Дядин // Автоматическая сварка. — 2007. — № 1 (645). — С. 28-33. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT dâdinvp vliâniepredvaritelʹnogodeformirovaniânaudarnuûvâzkostʹobrazcašarpiprirazrušenii
first_indexed	2025-07-07T07:35:58Z
last_indexed	2025-07-07T07:35:58Z
_version_	1836972780242862080
fulltext	УДК 621.791.052:539.56 ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ ОБРАЗЦА ШАРПИ ПРИ РАЗРУШЕНИИ В. П. ДЯДИН, канд. техн. наук (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины) Предложен подход к оценке ударной вязкости образца Шарпи на верхнем шельфе в зависимости от степени предварительного пластического деформирования металлопроката. Выполнен анализ полученных аналитических зависимостей и определены основные параметры, характеризующие их изменения. Предложена простая инженерная зависимость, позволяющая оценить изменение ударной вязкости образца Шарпи на верхнем шельфе в зависимости от степени пластического деформирования при изготовлении и монтаже элементов металлоконструкций. К л ю ч е в ы е с л о в а : сварное соединение, ударная вяз- кость, образцы Шарпи, вязкое разрушение, деформационное старение, верхний шельф, пластическая деформация При аналитическом подтверждении устойчивой связи между значениями ударной вязкости образ- цов Шарпи и Менаже на верхнем шельфе [1] кри- тический угол изгиба образца Шарпи θ1к в момент зарождения разрушения оценивали через дефор- мацию εf , соответствующую потере пластической устойчивости материала εв: εв = n/(1 – n), (1) где n — деформационное упрочнение материала. Как было отмечено в работах [1, 2], угол изгиба θ1к образца Шарпи в этом случае можно выразить зависимостью θ1к = 3εв((1 + 4r ⁄ ρ) ⁄ Kv 2)1 ⁄ (1 + n), (2) где ρ — радиус надреза (ρ = 0,25 мм); r — рас- стояние от вершины надреза, соизмеримое с ха- рактерным средним размером структурного эле- мента (r = 0,05…0,1 мм); Kv — коэффициент концентрации упругих напряжений в вершине надреза образца Шарпи (Kv = 3,44) [3]; εв — де- формация, соответствующая условному времен- ному сопротивлению материала σв. При принятом допущении было показано хо- рошее соответствие между экспериментальными и теоретическими результатами. В данной статье рассматривается возможность оценки относительного изменения ударной вяз- кости разрушения образца Шарпи в зависимости от степени предварительного пластического де- формирования металлопроката. В случае решения этой задачи появляется практическая возможность скорректировать требования к ударной вязкости с учетом ее возможного снижения в зависимости от прогнозируемого пластического деформирова- ния элемента конструкции, что позволит расши- рить практическое применение критериев меха- ники разрушения [4] при проектировании и рас- чете конструкций на прочность и более обосно- ванно подойти к выбору конструкционных мате- риалов в случае появления пластических дефор- маций. Так, например, это может быть полезным при оценке трещиностойкости материала локализо- ванных повреждений магистральных трубопрово- дов, подвергающихся пластическим деформациям в процессе монтажа, в случаях подвижки грунтов, температурных воздействий и т. д. [5]. Исходя из соотношений (1), (2), работ [1, 2] и задавая истинную кривую деформирования ма- териала степенным законом упрочнения σ = σ0,2(ε/εт) n, (3) удельную работу распространения av p трещины и зарождения разрушения av з образца Шарпи при статическом нагружении можно записать в виде av p = ((1 + 4r ⁄ ρ) ⁄ Kv 2)n ⁄ (1 + n)(B – L) × × k2(σв(1 + εв)) 2εв ⁄ (4σ0,2), (4) av з = ((1 + 4r ⁄ ρз) ⁄ Kv 2)(B – L) × × 3k1(σвεв(1 + εв)) ⁄ (4(1 + n)), (5) где εт — деформация, при которой определяется соответствующий условный предел текучести σ0,2 материала; k1 — коэффициент стеснения для об- разца Шарпи, равный 1,25 [3]; k2 — средний коэф- фициент стеснения для стандартного образца Шарпи в момент развития разрушения, равный 1,26; (В – L) — высота образца под надрезом, рав- ная 8 мм [1]. © В. П. Дядин, 2007 28 1/2007 Полная работа разрушения образца Шарпи (av = av p + av з) в этом случае может быть представ- лена в виде av = 1 + 4r ⁄ ρv Kv 2 (B – L)σвεв(1 + εв) [k2σв(1 + εв) × × ((1 + 4r ⁄ ρ) ⁄ Kv 2)–1 ⁄ (1 + n) ⁄ (4σ0,2) + 3k1 ⁄ (4(1 + n))]. (6) Для учета влияния пластических деформаций на изменение работы разрушения образца Шарпи рассмотрим образец, изготовленный из того же материала, но предварительно деформированный на величину ε в направлении его длины. Если пренебречь деформационным старением материала, то исходя из условной кривой дефор- мирования (рис. 1), удельная работа распростра- нения av p(ε) и зарождения разрушения av з(ε) образца Шарпи в этом случае могут быть описаны ана- логичными зависимостями: av p(ε) = ((1 + 4r ⁄ ρ) ⁄ Kv 2)n ∗ ⁄ (1 + n∗)(B – L)k2 × × σв (ε)(1 + εв (ε))2 εв ε ⁄ (4σ0,2 (ε) ), (7) av з(ε) = ((1 + 4r ⁄ ρ) ⁄ Kv 2)(B – L)3k1σв (ε)εв (ε) × × (1 + εв (ε)) ⁄ (4(1 + n∗)), (8) где εв (ε) = εв – ε; n* = εв (ε) ⁄ (1 + εв (ε)); εт (ε) — дефор- мация, при которой определяется соответствую- щий предел текучести σ0,2 (ε) ; εв (ε) — деформация, соответствующая условному временному сопро- тивлению σв (ε). Соответственно общая работа разрушения av (ε): av (ε) = ((1 + 4r ⁄ ρ) ⁄ Kv 2)(B – L)σв (ε)εв (ε) × × (1 + εв (ε))[k2σв (ε)(1 + εв (ε)) × × ((1 + 4r ⁄ ρ) ⁄ Kv 2)–1 ⁄ (1 + n∗) ⁄ (4σ0,2 (ε) ) + 3k1 ⁄ (4(1 + n∗))]. (9) Выражая εв (ε) через εв и ε, зависимости (7)–(9) могут быть записаны в виде av p(ε) = ((1 + 4r ⁄ ρ) ⁄ Kv 2)n ∗ ⁄ (1 + n∗)(B – L) × × k2(σв (ε)(1 + εв – ε))2(εв – ε) ⁄ (4σ0,2 (ε) ), (10) av з(ε) = ((1 + 4 ⁄ ρ) ⁄ Kv 2)(B – L)3k1 × × σв (ε)(εв – ε)(1 + εв – ε) ⁄ (4(1 + n∗)), (11) av (ε) = ((1 + 4r ⁄ ρ) ⁄ Kv 2)(B – L)σв (ε)(εв – ε) × × (1 + εв – ε)[(k2σв (ε)(1 + εв – ε) × × ((1 + 4r ⁄ ρ) ⁄ Kv 2)–1 ⁄ (1 + n∗) ⁄ (4σ0,2 (ε) ) + 3k1 ⁄ (4(1 + n∗))], (12) где n* = (εв – ε)/(1 + εв – ε). (13) Полученные уравнения позволяют оценить из- менение работы разрушения образца Шарпи на разных стадиях вязкого разрушения в зависимости от прочностных характеристик и предваритель- ного пластического деформирования ε. В этом случае изменение удельной работы зарождения и распространения вязкого разрушения в образце Шарпи при статическом нагружении, исходя из (4), (5), (10), (11) может быть представлено сле- дующими зависимостями: av з ⁄ av з(ε) = ⎛ ⎜ ⎝ ⎜ ⎜ σвεв(1 + εв)(1 + n∗) σв (ε)(εв – ε)(1 + εв – ε)(1 + n) ⎞ ⎟ ⎠ ⎟ ⎟ , (14) av p ⁄ av p(ε) = ⎛ ⎜ ⎝ ⎜ ⎜ 1 + 4r ρ Kv 2 ⎞ ⎟ ⎠ ⎟ ⎟ n 1 + n – n∗ 1 + n∗ × × (σв(1 + εв) ) 2εвσ0,2 (ε) σ0,2(σв (ε)(1 + εв – ε))2(εв – ε) . (15) Отношение полных работ статического разру- шения образца Шарпи, исходя из зависимостей (6), (12), имеет вид av ⁄ av (ε) = σв(1 + εв)εв σв (ε)(1 + εв – ε)(εв – ε) × (16) Рис. 1. Условные (1, 2) и истинная (3) диаграммы растяжения в случае предварительного деформирования заготовки на ве- личину ε 1/2007 29 Если не учитывать деформационное старение материала, зависимости (14)–(16) могут быть нес- колько упрощены. Истинное напряжение σист на диаграмме растяжения (см. рис. 1) не зависит от степени предварительного деформирования мате- риала до момента образования шейки [6]. Для точ- ки σв ист в этом случае на действительной диаг- рамме растяжения, соответствующей пределу прочности материала в зависимости от степени предварительного деформирования материала ε, можно записать следующее равенство: σвист = σв(1 + εв) = σв(ε)(1 + εв(ε)) = σв(ε)(1 + εв(ε) – ε). (17) Таким образом, зная начальные прочностные характеристики метала (σв, εв) для определения степени его предварительной деформации ε дос- таточно определить текущее значение σв (ε). Пос- леднее может быть определено неразрушающими методами контроля (например, по твердости при технической диагностике наиболее нагруженных элементов конструкции). Исходя из выражений (1), (13) и (17) зависи- мости (14)–(16) могут быть соответственно уп- рощены: av з ⁄ av з(ε) = ⎛ ⎜ ⎝ ⎜ ⎜ εв(1 + n∗) (εв – ε)(1 + n) ⎞ ⎟ ⎠ ⎟ ⎟ = = εв(1 + εв)(1 + 2εв – 2ε) (εв – ε)(1 + εв – ε)(1 + 2εв) , (18) av p ⁄ av p(ε) = ⎛ ⎜ ⎝ ⎜ ⎜ 1 + 4r ρ Kv 2 ⎞ ⎟ ⎠ ⎟ ⎟ n 1 + n n∗ 1 + n∗ εвσ0,2 (ε) σ0,2(εв – ε) , (19) av ⁄ av (ε) = (20) Используя соотношения (3), (17) при ε ≥ εт, предел текучести σ0,2 (ε) может быть выражен в виде σ0,2 (ε) = σв ист(ε ⁄ εв) n = σв(1 + εв)(ε ⁄ εв) n. (21) В этом случае, учитывая зависимость (21), вы- ражения (19), (20) дополнительно упрощаются: av p ⁄ av p(ε) = ⎛ ⎜ ⎝ ⎜ ⎜ 1 + 4r ρ Kv 2 ⎞ ⎟ ⎠ ⎟ ⎟ ε (1 + 2ε в )(1 + 2ε в – 2ε) × × εвσв(1 + εв)(ε ⁄ εв) n σ0,2(εв – ε) , (22) av ⁄ av (ε) = εв (εв – ε) × (23) Как видно из выражения (18), относительное изменение работы зарождения вязкого разруше- ния образца Шарпи при статическом нагружении полностью характеризуется начальной равномер- ной деформационной способностью металла εв и предварительной деформацией ε. Общий график относительного изменения работы зарождения об- разца Шарпи в зависимости от исходного значе- ния равномерной пластической деформации εв и величины ε/εl представлен на рис. 2. Исходя из зависимости (22) следует, что от- носительное изменение работы распространения разрушения образца Шарпи зависит от начальных прочностных характеристик металла (σв, σ0,2, εв), размера зоны r и величины ε. На рис. 3 приведены графики изменения ве- личины av pσ0,2 ⁄ (av p(ε)σв) от исходного значения рав- номерной деформации εв, величины ε/εв и эле- * 1 2 1 2 0,2 1 1 ( ) 2 ( ) 1 2 0,2 1 (1 )((1 4 / ) / ) / 3 /(1 ) . (1 )((1 4 / ) / ) / 3 /(1 ) n в в v n в в v k r K k n k r K k nε ε σ ε ρ σ σ ε ε ρ σ − + − + + + + + + − + + + 1 2 1 2 0,2 1 1 2 ( ) 1 2 0,2 1 (1 )((1 4 / ) / ) / 3 /(1 ) . ( ) (1 )((1 4 / ) / ) / 3 /(1 ) n в в vв в n в в v k r K k n k r K k nε σ ε ρ σε ε ε σ ε ρ σ − + − + + + + + − + + + + 1 2 1 2 1 0,2 1 2 *1 2 1 (1 )((1 4 / ) / ) 3 /(1 ) . ((1 4 / ) / ) 3 /(1 ) в n в v n в n v k r K k n k r K k n σ ε ρ σ ε ρ ε − + − + ⎛ ⎞ + + + +⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ + + +⎜ ⎟ ⎝ ⎠ Рис. 2. Относительное изменение работы зарождения вязкого разрушения образца Шарпи (av з ⁄ av з(ε)) в зависимости от исход- ного значения равномерной пластической деформации εв и величины ε/εв 30 1/2007 мента r. Как видно из рисунка, изменение вели- чины r в представленном диапазоне (0,05…0,1 мм) очень слабо влияет на значения av pσ0,2 ⁄ (av p(ε)σв), что позволяет в ряде случаев для упрощения даль- нейших оценок принять ее равным некоторому среднему размеру (r ≈ 0,06 мм) [1, 2]. Зная начальные прочностные характеристики металла (σв, σ0,2, εв), уравнение (23) вполне при- годно для практической оценки изменения вяз- кости разрушения образца Шарпи в зависимости от степени предварительной деформации. Следует отметить, что прямое эксперименталь- ное определение величины εв в инженерной прак- тике встречает некоторые затруднения. В част- ности, при поставке материала заводом-изготови- телем гарантируются только минимальные значе- ния механических характеристик σв, σ0,2, и, как следствие, требования к степени однородной де- формации оказываются неопределенными. В свя- зи с этим прямое использование величины εв при оценке прочностных свойств и проектировании конструкций не применяется (в данном случае в сертификатах приводятся только значения отно- сительного удлинения, которое имеет ограниче- ние снизу, что позволяет косвенно судить о плас- тической способности материала). Для устранения данного недостатка в работе [7] при установлении корреляционной зависимости между сертификат- ными значениями σв, σ0,2 и величиной εв иссле- довано семь наиболее широко используемых кон- струкционных сталей с различными начальными механическими свойствами и формами поведения кривой деформирования. В результате выполнен- ных исследований получена упрощенная корре- ляционная зависимость (числовые коэффициенты округлены до сотых значений): n = –0,18 + 0,22σв/σ0,2, (24) где n определяется из выражения (1). Как следует из (24), показатель деформационного упрочнения в данном случае имеет ограничение снизу, равное 0,04 (εв ≈ 0,041), что примерно соответствует де- формации при определении условного предела те- кучести σ0,2 с поправкой на пластичность 0,2 %. Принимая во внимание (24), появляется воз- можность графического анализа выражения (23) в зависимости от пластических свойств εв и от- носительного предварительного пластического деформирования ε/εв материала. На рис. 4 гра- фически представлен общий характер изменения зависимости (23) с учетом выражений (1), (13) и (24). Как видно из рис. 4, при увеличении относи- тельной предварительной деформации ε/εв свыше 50 % отмечается значительное падение вязкости разрушения образца Шарпи. Косвенным подтвер- ждением последнего служат также эксперимен- тальные данные, полученные в работе [8]. Кроме того, значительное падение вязкости образца Шарпи может иметь место и при малых значениях предварительной пластической деформации мате- риала ε, если последний имеет низкий запас плас- тичности. Рис. 3. Относительное изменение удельной работы распрост- ранения разрушения образца Шарпи av pσ0,2 ⁄ (av p(ε)σв) в зависи- мости от исходного значения εв, ε/εв при r = 0,05 (а); 0,07 (б); 0,1 мм (в) 1/2007 31 Как отмечалось в работе [1], полученные ква- зистатические зависимости по оценке работ разру- шения (аv, av p, av з) образца Шарпи можно распрос- транить и на случай динамического нагружения. Для оценки правомерности принятых выше до- пущений и подходов к оценке работы разрушения образца Шарпи [2] выполнена экспериментальная проверка полученных зависимостей на примере листового проката из стали 09Г2С-Ш толщиной 70 мм. Для исключения влияния неоднородности свойств металлопроката в направлении толщины исследовали слой металла толщиной 14 мм, на- ходящийся на глубине 15 мм от поверхности лис- та. Схема вырезки и расположение образцов пред- ставлены на рис. 5. Подготовленные плоские об- разцы МИ-7 подвергали различной равномерной пластической деформации на 5, 7,5 и 10 %, после чего часть заготовок выдерживали в печи при тем- пературе 150 и 250 °С в течение часа для опре- деления влияния деформационного старения на прочностные характеристики металла. В дальней- шем из полученных заготовок изготавливали об- разцы на растяжение МИ-12 и ударную вязкость МИ-50. Время после предварительной деформации плоских заготовок, выдержки их в печи и проведении стандартных испытаний на растяжение и ударный изгиб составило 20 суток. Результаты испытаний на растяжение образцов МИ-12, изготовленных из ис- следуемых заготовок, приведены в табл. 1. Определение деформации осу- ществлялось на базе 30 мм при помощи датчиков перемещения. Как видно из табл.1, истинное напряжение σв ист в точке потери пластической устойчивости прак- тически не зависит от предварительного деформи- рования и степени деформационного старения ме- талла, что, в свою очередь, позволяет в дальнейшем несколько расширить область использования выра- жения (17) (в данном случае имеется в виду первая часть равенства σв(1 + εв) = σв (ε)(1 + εв (ε)). Значения ударной вязкости образцов Шарпи по нижнему разбросу данных приведены в табл. 2. На рис. 6 представлен график изменения удар- ной вязкости КV на верхнем шельфе в зависи- мости от степени предварительного деформиро- вания ε, там же приведены расчетные значения по формуле (23) с учетом выражения (24). В связи с тем, что ударные испытания проводили на копре с запасом энергии 300 Дж, а вязкость разрушения KV образца Шарпи при ε = 0 % на верхнем шельфе значительно превысила это значение, расчетные Рис. 4. Расчетные значения относительного изменения рабо- ты вязкого разрушения образца Шарпи av ⁄ av (ε) в зависимости от степени предварительной пластической деформации ε/εв Рис. 5. Схема вырезки и расположение образцов Т а б л и ц а 1. Прочностные характеристики исследуемой заготовки из стали 09Г2С-Ш после различных видов об- работки Степень де- формирования, % σ0,2 (ε) , МПа σв (ε), МПа εв (ε) ,% δ, % σв ист, МПа ε = 0 280 450 0,190 39,1 535 ε = 5 392 475 0,145 35,6 544 ε = 7,5 435 483 0,106 28,6 534 ε = 10 474 502 0,096 26,6 550 ε = 5, 150 oC, 1 ч 393 471 0,134 34,4 534 ε = 7,5, 150 oC, 1 ч 424 474 0,126 32,2 534 ε = 10, 150 oC, 1 ч 465 496 0,090 27,9 540 ε = 5, 250 oC, 1 ч 421 475 0,115 34,4 530 ε = 7,5, 250 oC, 1 ч 465 498 0,106 29,6 550 ε = 10, 250 oC, 1 ч 493 512 0,070 23,7 548 Т а б л и ц а 2. Результаты ударных испытаний стали 09Г2С-Ш Степень деформи- рования, % KV, Дж, при температуре, °С +20 0 –20 –30 –40 –60 –80 ε = 0 >300 >300 >300 240 187,2 165,5 7,2 ε = 5 293,4 >300 216 184,2 175,2 18,6 6,0 ε = 7,5 224,4 204 213,6 184,2 81,6 4,8 3,0 ε = 10 201,6 283,8 192 153,6 4,8 4,8 4,8 32 1/2007 данные по формуле (23) приведены относительно экспериментальных данных при ε = 5 %. Как видно из рис. 6, расчетные значения KV достаточно хорошо согласуются с эксперимен- тальными, что свидетельствует о возможности ис- пользования данного подхода для корректировки требований к ударной вязкости на верхнем шель- фе в случае возможного пластического деформи- рования элементов металлоконструкций. Кроме того, обнаруженная слабая зависимость истинного напряжения σвист в точке потери плас- тической устойчивости от предварительного де- формирования и степени деформационного старения металла (σв(1 + εв) ≈ σв(ε)(1 + εв(ε))) по всей видимости позволяет в дальнейшем несколь- ко расширить область использования полученных выражений и на зону термического влияния свар- ных соединений. Выводы 1. Получены аналитические зависимости, позво- ляющие оценить относительное изменение удель- ной работы зарождения и распространения вяз- кого разрушения в образцах Шарпи в зависимости от пластического деформирования ε, εв и струк- турного параметра r. 2. Предложено простое выражение для опре- деления возможного снижения ударной вязкости образца Шарпи на верхнем шельфе в зависимости от величины пластического деформирования ме- таллопроката. 1. Дядин В. П. Сопоставление значений ударной вязкости образцов Шарпи и Менаже при вязком разрушении // Автомат. сварка. — 2004. — № 4. — С. 24–29. 2. Гиренко В. С. Расширение областей применения механи- ки разрушения при оценке трещиностойкости элементов сварных конструкций в условиях статического нагруже- ния: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. — Киев, 1997. — 35 с. 3. Петерсон Р. Коэффициенты концентрации напряжений / Пер. с англ. И. А. Нечая, И. П. Сухарева, Б. Н. Ушакова. — М.: Мир, 1977. — 302 c. 4. Лобанов Л. М., Гиренко В. С., Дядин В. П. Стандартные механические испытания и трещиностойкость элементов сварных конструкций в условиях статического нагруже- ния // Механіка руйнування металів і міцність конс- трукцій. — Львів, 1999. — Т. 1, вип. 2. 5. О старении и оценке состояния металла эксплуатируе- мых магистральных трубопроводов / Б. Е. Патон, С. Е. Семенов, А. А. Рыбаков и др. // Автомат. сварка. — 2000. — № 7. — С. 3–12. 6. Русинко К. Н. Теория пластичности и неустановившейся ползучести. — Львов: Вища шк., 1981. — 148 с. 7. Дядин В. П. Разработка метода оценки сопротивления материалов и сварных соединений стабильному росту трещин в условиях статического нагружения: Автореф. дис. … канд. техн. наук. — Киев, 1998. — 20 с. 8. Потак Я. М. Хрупкие разрушения стали и стальных де- талей. — М., 1955. — 389 с. An approach is proposed to evaluation of upper shelf impact toughness of a Charpy sample depending on the degree of plastic pre-deformation of metal rolled stock. The derived analytical dependencies have been analyzed, and the main parameters have been determined, characterizing their change. A simple engineering dependence is proposed, which allows evaluation of the change of upper shelf impact toughness of a Charpy sample depending on the degree of plastic deformation in fabrication and assembly of metal structure elements. Поступила в редакцию 29.09.2005 Рис. 6. Изменение ударной вязкости КV образца Шарпи на верхнем шельфе в зависимости от степени предварительного деформирования 1/2007 33

Влияние предварительного деформирования на ударную вязкость образца Шарпи при разрушении

Institution

Ähnliche Einträge