Прогнозирование предельных амплитуд цикла напряжений сварных соединений с установившимися остаточными напряжениями

Abstract

В работе предложена методика определения диаграмм предельных амплитуд цикла сварных соединений с установившимися остаточными напряжениями растяжения по результатам испытаний малогабаритных образцов, которую можно рассматривать в качестве экспресс-метода расчета характеристик сопротивления усталости сварных соединений при отсутствии возможности проведения полномасштабных исследований и представлены соответствующие расчетные зависимости. Анализ литературных данных для разных типов сварных соединений показал удовлетворительное соответствие экспериментальных и расчетных значений пределов выносливости сварных соединений низкоуглеродистой и низколегированной сталей невысокой прочности. Установлено, что все диаграммы предельных амплитуд цикла сварных соединений с установившимися остаточными напряжениями заканчиваются на линии, где каждая точка при разных средних напряжениях цикла соответствует минимальной предельной амплитуде цикла сварного соединения со своим значением предельного установившегося остаточного напряжения, что обеспечивает реализацию предельного цикла напряжений. Показано, если при невысоких значениях установившихся остаточных напряжений относительное снижение пределов выносливости стыковых сварных соединений сталей разной прочности происходит практически на одинаковую величину, то с их повышением снижение предела выносливости стали с более высокими механическими характеристиками более значительно.

In the work the method for determination of diagrams of limiting amplitudes of the cycle of welded joints with steady residual tensile stresses is proposed based on the results of tests of small specimens, which can be considered as an express method for calculation of characteristics of fatigue resistance of welded joints when there is no possibility to carry out full-scale investigations and the appropriate computational dependences are presented. The analysis of literature data for different types of welded joints showed satisfactory correlation of experimental and calculated values of fatigue limits of welded joints of low-carbon and low-alloyed steels of a low strength. It was established that all the diagrams of limiting amplitudes of the cycle of welded joints with steady residual stresses are finished on the line, where each point at different mean stresses of the cycle corresponds to the minimum limiting amplitude of the cycle of welded joint with its value of limiting steady residual stress, which provides realization of limiting stresses of cycle. It was shown that if at the low values of steady residual stresses the relative reduction in fatigue limits of butt welded joints of steels of different strength is occurred almost for the same value, then with their increase, the reduction of fatigue limit of steel with higher mechanical characteristics is more significant.