ОЦІНЮВАННЯ РЕСУРСУ ТОВСТОСТІННИХ ТРУБ І ТРУБЧАСТИХ ЗВАРНИХ ВУЗЛІВ НА СТАДІЇ РОСТУ ВТОМНОЇ ПОВЕРХНЕВОЇ ПІВЕЛІПТИЧНОЇ ТРІЩИНИ

  • М. М. Stadnyk Національний лісотехнічний університет України, м. Львів
  • I. V. Didukh Національний лісотехнічний університет України, м. Львів
Ключові слова: залишкова довговічність, втомна тріщина, циклічне навантаження, ефективний розмах розкриття вершини тріщини, характеристика втомної тріщиностійкості, коефіцієнт асиметрії, діаграма втомного руйнування, товстостінна труба, трубчастий зварний вузол

Анотація

Трубчасті елементи конструкцій мають досить широке застосування у сучасній техніці. Однак у процесі їх виготовлення або експлуатації в них можуть виникати тріщиноподібні дефекти. Ці дефекти під дією циклічного навантаження розвиваються і через деякий час стають критичними, що призводить до руйнування конструкції. Оцінювання міцності та ресурсу роботи трубчастих елементів конструкцій досить часто базується на методах лінійної механіки руйнування, в основу якої покладено концепцію коефіцієнтів інтенсивності напружень (КІН), за допомогою яких можна визначати напруження і деформації в малому околі вершини тріщини. Оскільки трубчасті елементи відповідальних конструкцій, зокрема товстостінні труби, зварні вузли морських стаціонарних платформ, на яких кріпиться устатковання для видобутку нафти із дна океану, працюють під високими рівнями циклічних напружень, то для їх виготовлення використовують сталі низької та середньої міцності з границею текучості sT = 200-1300 МПа, руйнування яких супроводжується значними пластичними деформаціями. Тому застосування лінійної механіки руйнування, результати якої синтезовані у багатьох роботах і довідникових посібниках, є не досить коректним для визначення напружено-деформованого стану і розрахунку залишкового ресурсу в таких випадках. Тому розрахунок ресурсу трубчастих елементів конструкцій на основі вивчення процесу поширення в них втомних тріщин із застосуванням підходів нелінійної механіки руйнування, зокрема узагальненої dk-моделі (Andreikiv et al., 1998), є актуальною науково-технічною проблемою. У цьому дослідженні порушено проблему встановлення ресурсу товстостінних труб і трубчастих зварних вузлів елементів конструкцій на стадії розвитку втомних поверхневих неавтомодельних тріщин з урахуванням впливу асиметрії циклічного навантаження і залишкових напружень.

Біографії авторів

М. М. Stadnyk, Національний лісотехнічний університет України, м. Львів
д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри математики
I. V. Didukh, Національний лісотехнічний університет України, м. Львів
канд. техн. наук, доцент кафедри математики

Посилання

Andreikiv, O. Ye., Stadnyk, M. M., Zazuliak, V. A., Didukh, I. V., & Bielas, O. M. (1998). Metodyka rozrakhunku dovhovichnosti artyleriiskykh stvoliv na stadii rozvytku poverkhnevykh trishchyn z urakhuvanniam dii vysokykh temperatur. Artyleriiski stvolni systemy, boieprypasy, zasoby artyleriiskoi rozvidky ta keruvannia vohnem, 23, 90–99. [in Ukrainian].

Andreikiv, A. E. (1982). Prostranstvennye zadachi teorii treshhin. Kyiv: Nauk. dumka. 245 p. [in Russian].

Elber, W. (1970). Fatigue crack closure under cyclic tension. Eng. Fract. Mech., 2(1), 37–45.

Finney, J. M., & Deirmendjan, G. (1992). Delta- K- effective: which formula? Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct., 15(2), 151–158.

Newman, J. C. Jr. (1984). A crack opening stress equation for fatigue crack growth. Int. J. Fracture, 24(4), 131–135.

Panasiuk, V. V., Andreikiv, O. Ye., Stadnyk, M. M., & Didukh, I. V. (1990). Vyznachennia velychyny rozkryttia vershyny trishchyny u pruzhnoplastychnykh tilakh. Fyz.-khym. mekhanyka materyalov, 6, 53–61. [in Ukrainian].

Panasiuk, V. V. (1968). Predelnoe ravnovesie khrupkikh tel s treshhinami. Kyiv: Nauk. dumka. 246 p. [in Russian].

Rice, J. R. (1967). Mechanics of crack tip deformation and extension by fatigue. Fatigue crack propagation. Philadelphia (Pa): Amer. Soc. Test. Mater., 247–309. (ASTM; STP 415).

Stadnyk, M. M., & Didukh, I. V. (2010). Otsinka dovhovichnosti trubnykh elementiv na stadii rostu vtomnoi poverkhnevoi piveliptychnoi trishchyny. Visnyk LNU imeni Ivana Franka. Seriia mekh.-mat., 73, 23–29. [in Ukrainian].

Steklov, I. K., Smirnov, A. X., Zorin, E. E., et al. (1986). Razvitie ustalostnykh treshhin v svarnykh trubchatykh uzlakh. Avtomaticheskaia svarka, 10(1), 6–8. [in Russian].

Опубліковано
2017-11-30
Як цитувати
StadnykМ. М., & Didukh, I. V. (2017). ОЦІНЮВАННЯ РЕСУРСУ ТОВСТОСТІННИХ ТРУБ І ТРУБЧАСТИХ ЗВАРНИХ ВУЗЛІВ НА СТАДІЇ РОСТУ ВТОМНОЇ ПОВЕРХНЕВОЇ ПІВЕЛІПТИЧНОЇ ТРІЩИНИ. Науковий вісник НЛТУ України, 27(9), 73-77. https://doi.org/10.15421/40270916
Розділ
Технологія та устаткування