ИНЖЕНЕРНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЁННОГО СОСТОЯНИЯ В ЗОНАХ КОНЦЕНТРАЦИИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С СИММЕТРИЧНЫМ УСИЛЕНИЕМ

Андрей Валерьевич Молтасов, Павел Николаевич Ткач, Святослав Игоревич Мотрунич

Анотація


Целью настоящей работы является разработка аналитического метода оценки напряжённого состояния в зонах концентрации напряжений, обусловленной геометрической неоднородностью сварных соединений с двусторонним симметричным усилением, при растяжении и изгибе, а также обоснование математических формул для определения коэффициента концентрации напряжений (ККН) с более широкой областью достоверности, чем у имеющихся на сегодняшний день формул. На базе гипотезы ломаных сечений установлены условия равновесия действующих в сечении напряжений с внешними силовыми факторами, что позволило при помощи математических выражений описать напряжённое состояние в зонах концентрации, как по контуру зоны перехода шва на основной металл, так и по глубине сварного соединения. Посредством анализа установленных выражений получены формулы для определения коэффициентов концентрации напряжений при растяжении и изгибе. Для стыковых сварных соединений с относительным радиусом перехода шва на основной металл от 0,4 до 2,6 произведён расчёт ККН по формулам разработанного метода, а также численный расчёт методом конечных элементов. В результате установлено, что максимальное отклонение результатов расчётов при растяжении составило 1,10 %, а при изгибе – 0,91 %, что говорит о высокой точности предложенных формул на всём исследованном интервале.

Ключові слова


сварное соединение; симметричное усиление; напряжённое состояние; концентрация напряжений; радиус перехода шва на основной металл; область достоверности; гипотеза ломаных сечений

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Стаканов В. И. О расчёте коэффициента концентрации напряжений в стыковых сварных соединениях / В. И. Стаканов, В. И. Костылев, Ю. И. Рыбин // Автоматическая сварка. – 1987. – №11. – С. 19–23.

Махненко В. И. Расчет коэффициентов концентрации напряжений в сварных соединениях со стыковыми и угловыми швами / В. И. Махненко, Р. Ю. Мосенкис // Автоматическая сварка. – 1985. – №8. – С. 7­­–18.

Кархин В. А. Влияние геометрических параметров стыковых, тавровых и крестовых соединений на коэффициент концентрации напряжений / В. А. Кархин, В. И. Костылев, В. И. Стаканов // Автоматическая сварка. – 1988. – №3. – С. 6­­–11.

Бельчук Г. А. Приближенный расчёт геометрической формы и коэффициента концентрации напряжений сварных стыковых соединений по режиму сварки / Г. А. Бельчук. – Ленинград: ЛДНТП, 1964. – 33 с.

Прочность сварных соединений при переменных нагрузках / [В. И. Труфяков, В. И. Дворецкий, П. П. Михеев и др.]. – Киев: Наукова думка, 1990. – 256 с.

Лобанов Л. М. Підвищення ресурсу зварних металоконструкцій високочастотною механічною проковкою / Л. М. Лобанов, В. І. Кир'ян, В. В. Книш // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2006. – №1. – С. 56–61.

Кныш В. В. Повышение сопротивления усталости тонколистовых сварных соединений алюминиевых сплавов высокочастотной проковкой / В. В. Кныш, И. Н. Клочков, М. П. Пашуля, С. И. Мотрунич // Автоматическая сварка. – 2014. – №5. – С. 22–29.

Клочков И. Н. Повышение долговечности тонколистовых сварных соединений алюминиевых сплавов высокочастотной проковкой: дис. канд. техн. наук: 05.03.06 / Клочков И. Н. – Киев, 2013. – 143 с.

Верховский А. В. Гипотеза ломаных сечений и её применение к расчёту стержней сложной конфигурации / А. В. Верховский. // Известия ТПИ. – 1947. – №1 (61). – С. 3–46.

Определение напряжений в опасных сечениях деталей сложной формы. Метод неплоских сечений / [А. В. Верховский, В. П. Андронов, В. А. Ионов и др.]. – Москва: Машгиз, 1958. – 147 с.

Оценка статической прочности сварного диска рабочего колеса дымососа / [А. В. Молтасов, П. Н. Ткач, А. Я. Гоголев и др.]. // Автоматическая сварка. – 2016. – №12. – С. 46–53.

Молтасов А. В. Разработка методов расчёта силовых параметров контактной стыковой сварки кольцевых изделий : дис. канд. техн. наук: 05.03.06 / Молтасов А. В. – Киев, 2015. – 132 с.

Молтасов А. В. Применение метода неплоских сечений к определению напряжений в зонах концентрации, вызванной усилением стыкового сварного соединения / А. В. Молтасов // Проблемы прочности. – 2013. – №1. – С. 159–167.

Бельчук Г. А. Сварные соединения в корпусных конструкциях / Г. А. Бельчук. – Ленинград: Судостроение, 1969. – 280 с.

Исследование методом конечных элементов влияния геометрических параметров швов тавровых и крестообразных сварных соединений на концентрацию напряжений / [Ю. И. Рыбин, В. И. Стаканов, В. И. Костылев и др.]. // Автоматическая сварка. – 1982. – №5. – С. 16–20.

Рудаков К. М. Чисельні методи аналізу в динаміці та міцності конструкцій: Навч. посібник / К. М. Рудаков. – Київ: НТУУ "КПІ", 2007. – 379 с.

Молтасов А. В. Инженерный метод расчёта коэффициента концентрации напряжений в нахлёсточном сварном соединении при растяжении и изгибе / А. В. Молтасов, И. Н. Клочков, В. В. Кныш // Вісник НТУУ "КПІ": серія "Машинобудування". – 2013. – №3. – С. 150–157.


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


________________

National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 

Address: 37, Prospect Peremohy, 03056, Kyiv-56, Ukraine

tel: +380 (44) 204-95-37

http://journal.mmi.kpi.ua/