Отработаны различные термомеханические способы повышения прочности материалов. Эффект термомеханических методов очень велик, однако для крупногабаритных объектов пока еще не нашел распространения.
ГЛАВА V
УСТАЛОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 1. СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ
в исходном состоянии
Усталостные разрушения чаще всего наблюдаются по линии сплавления шва с основным металлом и берут начало в местах повышенной концентрации напряжений, либо, при прочих равных условиях, на участках шва с высокими остаточными напряжениями. Обычно трещины располагаются под прямым углом к поверхности изделий, это указывает на то, что их развитие связано с действием нормальных напряжений.
Момент, возникающий от раскачивания кабины и груза, попеременно нагружает продольные элементы с одной стороны, увеличивая их изгиб и уменьшая изгиб с другой стороны. Нагрузка от перекоса рам на участках между креплениями кабины воспринимается передней и задней стенками, которые обычно выполняют достаточно жесткими.
Вибрационные знакопеременные нагрузки более всего проявляются в местах крепления кабины, навески дверей, крепления сидений. Значительные деформации в этих узлах могут привести к усталостным разрушениям или остаточным деформациям.
В последних моделях все больше применяют кабины, расположенные над двигателем-. Это позволяет значительно увеличить размеры платформы без увеличения общей длины автомобиля, а также улучшить обзорность.
Имеются и другие причины. В таких ситуациях величину критерия Ирвина используют как характеристику металла, отражающую его сопротивляемость развитию имеющегося трещиноподобного дефекта. При прочих равных условиях предпочтение отдают тому металлу, у которого критерий Ирвина больше.
Наряду с использованием критерия Ирвина важное значение для тонколистовых высокопрочных металлов имеет величина удельной работы распространения движущейся трещины ар, кгс-мсм2.
Вагоны всех разновидностей имеют сходную конструктивную и силовую схему ( 1). Главными элементами конструкции являются кузов и тележки, на них действуют вертикальные (Pzy РВУ Рп), боковые (Ру, Рб, Н) и продольные (Рх, Pjlp> N) силы, значения которых для всех типов вагонов нормированы.
Нижняя рама кузова большинства вагонов имеет хребтовую балку хб, назначение которой воспринимать продольные ударно-тяговые силы в поезде; шкворневую шб и промежуточные поперечные балки, связывающие между собой боковые стены и передающие на них приложенные к раме нагрузки.
В ряде вагонов хребтовая балка в средней части рамы отсутствует. Примерами таких конструкций являются некоторые типы пассажирских вагонов и безрамные цистерны.
При необходимости размещения единичных штуцеров на обечайке рекомендуется их пропускать через обечайку и обваривать по всей толщине, как показано на 12, б. При большом числе штуцеров возможно размещение их на сплошном кольце, которое затем вваривают поперечными швами в многослойные обечайки. Возможным вариантом крепления штуцера на обечайке, подлежащим экспериментальна проверке, является приварка его лишь к внутренней трубе ( 12, в).
5. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Эффективность линейного обжатия проверяли в Институте электросварки им. Е. О. Патона [18] на образцах из стали 10Г2С1 (ап = 53,2 кГмм2; ат = ~ 37,5 кГмм2) с поперечными планками и со стыковыми швами ( 11). Планки приваривали вручную электродами УОНИИ-1345. Сварку стыковых швов выполняли под флюсом. Для обжатия были изготовлены пуансоны длиной 80 мм. Поэтому обжатие проводили за несколько приемов, каждый раз с перекрытием предыдущей части. Обжатые полоски располагали на расстоянии 2—5 мм от шва и имели ширину 5 мм. Напряжение линейного обжатия принимали таким же, как и точечного; в условном исчислении оно равнялось 2 ат. После обжатия на основном металле оставались канавки глубиной 0,5—0,7 мм. Трещины уста
Усталость сварных соединений
Возможность изготовления роторов газовых турбин и наддувочных агрегатов в комбинированном исполнении с дисками из высоколегированной стали (высокохромистой, аустенитной стали или сплава на никелевой основе) и концевыми частями из стали перлитного класса.
Сварной ротор низкого давления общей длиной 6 м турбины К-160-130 из дисков стали 34ХМ1А диаметром 1600 мм, толщиной
8. Сварной ротор низкого давления паровой турбины типа К-160-130
до 500 мм показан на 8. Ротор сделан двухпоточным; пар поступает к его средней части и двумя потоками идет от центра к периферии. Калибр швов, соединяющих диски, составляет 90 мм.
Применение роторов такой конструкции позволяет использовать поковки сравнительно небольшой массы и тем самым заметно облег
296
Паровые и газовые турбины
При статических нагрузках нечувствительными к дефектам (непровару) являются сварные соединения низкоуглеродистой стали (ручная сварка электродами Э42, автоматическая под флюсом), стали 12Х18Н10Т (сварка в аргоне проволокой 12Х18Н10Т).
В этих сталях прочность соединений с непроваром снижается пропорционально уменьшению сечения, вызванного непроваром (по пропорциональной прямой 1—2 на 2). Сварные соединения стали ЗОХГСНА (сварка проволокой 18ХМА в аргоне), сплава Д16Т (проволока АК, аргон), сплава АМгб (проволока АМгб, аргон) чувствительны к дефектам при статических нагрузках. Предел прочности (ав) и предел текучести (в?) металла шва указанных соединений ниже соответствующих характеристик основного металла (шов — мягкая прослойка).
Схемы конструкций ПТМ решетчатого и балочного типов показаны на 3. Конструкции, сваренные из листового проката, обладают значительной простотой и эстетичностью. Однако при небольших пролетах и грузоподъемностях или сверхбольших пролетах (50 м и более) материал сплошного коробчатого сечения используется плохо и конструкция излишне утяжеляется. В мировой практике краностроения известны случаи изготовления металлоконструкций большой грузоподъемности с рабочим радиусом до 200 м (без перемещения основания). Вполне естественно, что для
Подъемно-транспортные машины
С усилением шва и проплавом (табл. 2). Для всех включений, приведенных в табл. 2, кроме сплошной шлаковой линии в середине шва, концентрация напряжений, вызванная формой шва, подавляет концентрацию напряжений от шлаковых включений.
Из табл. 2 следует, что для низкоуглеродистой стали при суммарной длине шлаковых включений до 30% от длины шва эффективные коэффициенты концентрации соответствуют эффективному коэффициенту концентрации формы шва (Кв = 1,5-5--г- 1,6) и только при наличии сплошной шлаковой линии в середине шва эффективный коэф-фи циент концентраци и составляет 3,1.
|