Проблемы экспертизы современных сварных конструкций ответственного назначения - Махненко, В.И. (Автоматическая сварка, 2013)
Важным этапом диагностики состояния ответственных сварных конструкций является прогнозирование их остаточного ресурса на основе прочностных расчетов по предельному состоянию. При отсутствии трещинообразных концентраторов к спонтанному макроразрушению конструктивных элементов в ряде случаев приводит пластическая неустойчивость, связанная с зарождением и развитием пористости. В настоящей работе рассмотрены основные проблемы моделирования вязкого разрушения сварных конструкций и предложены методологические основы описания механизмов их предельного состояния. В частности, разработаны комплексные конечно-элементные модели совместного развития трехмерного напряженно-деформированного состояния упругопластичного материала с упрочнением и порообразования. Условие зарождения пор вязкого разрушения определяется граничным значением параметра Одквиста, а развитие пор — законом Райса–Трейси. Таким образом, предельное состояние конструкции при развитом пластическом течении металла обусловливается ростом несплошности, локальным перераспределением нагрузки и уменьшением фактического несущего сечения. Использование предложенной методологии проиллюстрировано примерами расчета предельного внутреннего давления трубопроводных элементов с учетом начального напряженно-деформированного состояния при монтажной и ремонтной сварке, структурной неоднородности, поверхностных дефектов локального утонения стенки. Показано, что при отсутствии геометрических концентраторов, физическая неоднородность мало влияет на предельную нагрузку при статическом нагружении рассмотренных сварных конструкций. Это согласуется с имеющимся опытом эксплуатации трубопроводных систем, что доказывает применимость разработанных подходов численного анализа для эффективного решения практических задач диагностики состояния современных сварных конструкций. Библиогр. 11, табл. 1, рис. 4.