10.26731/1813-9108.2017.4(56).27-33
В работе выполнен анализ трехмерного упругопластического напряжённого состояния в вершине поверхностных трещин на примере стали 40Х при различных видах двухосного нагружения. Приведены результаты усталостных испытаний крестообразных образцов с поверхностной трещиной при двухосном нагружении. Исследовано изменение нормальных напряжений впереди фронта трещины при нагружении образцов до максимальной нагрузки и их разгрузке в дальнейшем до нуля. Установлена зависимость вида нагружения образцов с раскрытием трещины. Предложено характеризовать разрушение в вершине трещины суммой нормальных напряжений. Предложена характеристика напряженного состояния в вершине трещины, коррелирующая со скоростью роста трещины при различных видах нагружения. В результате исследований получены аналитические формулы для вычислений скорости роста усталостных трещин, развивающихся по типу нормального отрыва, при одноосном и двухосном нагружении металла в области поверхностной трещины.
1. Raju I., Newman C. Stress Intensity Factors for Internal and External Surface Crack in Cylindrical Vessels // Journal of Pressure Vessel Technology. 1982. Vol. 104. Pр. 293–298.
2. Остсёмин, А.А. Заварухин В.Ю. Прочность нефтепровода с поверхностными дефектами // Проблемы прочности. 1993. № 12. С. 1–59.
3. Красовский А.Я., Орыняк И.В., Тороп В.М. Вязкое разрушение цилиндрических тел с аксиальными трещинами, нагруженных внутренним давлением // Проблемы прочности. 1990. № 2. С. 16–20.
4. Фокин М.Ф. Оценка прочности труб магистральных трубопроводов с дефектами стенки, ориентированными по окружности трубы, по критерию возникновения течи перед разрушением // Прикладная механика и технологии машиностроения : сб. науч. тр. Нижний Новгород : Интелсервис, 2005. С. 69–76.
5. Sahu Y. Analysis of Semi-elliptical Crack in a Thick Walled Cylinder Using FEM / Y. Sahu, S. Moulick // International Journal of Advanced Engineering Research and Studies. 2015. Vol. IV. Pр. 231–235.
6. Shahani A., Habibi S. Stress Intensity Factors in a Hollow Cylinder Containing a Circumferential Semielliptical Crack Subjected to Combined Loading // Int. J. of Fatigue. 2007. Vol. 29. Pр. 128–140.
7. Миронов А.А., Волков В.М. Модель разрушения оболочек с поверхностными трещинами // Проблемы прочности. 2006 № 68. С. 45–51.
8. Fatigue Crack Growth Characteristics of the Pressure Vessel Steel SA 508 Cl.3 in Various Environments / S. Lee, I. Kim, Y. Park, J. Kim, C. Park // Journal of the Korean Nuclear Society. 2001. Vol. 33. № 5. Pр. 526–538.
9. Ni K. Three-dimensional Finite Element Modeling of Surface Crack on Titanium tubes // AIAA Modeling and simulation technologies conference. Chicago, 2009.
10. Terfas O., Alaktiwi A. Ductile Crack Grows in Surface Cracked Pressure Vessels // International Journal of Mechanical. Aerospace. Industrial. Mechatronic and Manufacturing Engineering. 2013. Vol. 7. № 1.
11. Chen Y., Lambert S. Numerical modelling of Ductile Tearing for Semi-elliptical Surface Cracks in Wide Plates // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2005. Vol. 82. PP. 417–426.
12. Qiao X., He S. Safety Analysis of the Reactor Pressure Vessel of NHR-200 // Technische Mechanik. 1998. Vol. 18. № 4. Pр. 277–284.
13. Вансович К.А., Ядров В.И. Усталостные испытания стальных крестообразных образцов с поверхностной трещиной при двухосном нагружении // Омский научный вестник. 2012. № 3 (113). С. 117–122.
14. Вансович К.А., Аистов И.П., Ядров В.И. Определение скорости роста несквозных усталостных трещин в условиях неоднородного поля напряжений // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2014. № 3 (43). С. 42–47.
15. Учет влияния пластических деформаций на скорость роста несквозных усталостных трещин в конструктивных элементах нефтехимического и компрессорного оборудования / И.П. Аистов и др. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2016. № 2 (50). С. 42–48.