Образец для испытаний на усталость

Образец для испытаний на усталость

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к образцам для испытаний на усталость, имеющим V-образное отклонение от плоскостности, и позволяет приблизить условия испытаний к условиям эксплуатации резервуаров, имеющих соединительные швы за счет обеспечения эксплуатационных деформаций образца в поперечном направлении, и расширить диапазон создаваемых деформаций . Образец состоит из двух пар пластин 1, 2, одни концы которых жестко соединены между собой с образованием V-образного продольного сечения 3 (соединение пластин может быть сварным), а другие концы соединены симметрично относительно плоскости п-п. Между пластинами установлен упругий демпфер 5. Между концами пластин могут быть установлены на сварке бруски. Концы пластин (или бруски) укрепляют в захватах испытательной машины и нагружают образец пульсирующей нагрузкой Р. Бруски позволяют расширить диапазон создаваемых деформаций при заданном уровне напряжений в пластинах 1, 2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4631293/28 (22) 04.01.89 (46) 15,01.91. Бюл. hb 2 (71) Институт электросварки им. Е.О. Патона . (72) С.М. Билецкий, Ю.П. Барвинко, Э.Ф. Гарф и В.М; Голинько (53) 620.115.8(088.8) (56) Подгорный А.С. и др. Малоцикловая усталостная прочность сварных цилиндрических оболочек с технологическими дефектами. — В кн.: Конструкционная прочность и механика разрушения сварных соединемий. Материалы науч.-техн. семин„

12-13 июня, Л., 1986, с. 56-59. (54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИИ HA УСТАЛОСТЬ (57) Изобретение относится к образцам для испытаний на усталость, имеющим V-образное отклонение от плоскостности, и позво, ляет приблизить условия испытаний к

Изобретение относится к образцам для испытаний на усталость и может быть использовано при определении циклической долговечности листовых конструкций, например сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для хранения нефти и продуктов ее переработки.

Цель изобретения — приближение условий испытаний к условиям эксплуатации резервуаров, имеющих соединительные швы, за счет обеспечения эксплуатационных деформаций образца в поперечном направлении, расширение диапазона создаваемых деформаций.

На фиг. 1 изображен образец, общий вид; ма фиг. 2 — образец с брусками; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2. .Ц,, 1620888 А1 (я)5 G 01 и 1/28//G 01 N 3/32 условиям эксплуатации резервуаров, имеющих соединительные швы за счет обеспечения эксплуатационных деформаций образца в поперечном направлении, и расширить диапазон создаваемых деформаций. Образец состоит из двух пар пластин 1 °

2, одни концы которых жестко соединены между собой с образованием Ч-образного продольного сечения 3 (соединение пластин может быть сварным), а другие концы соедимены симметрично относительно плоскости и-и. Между пластинами установлен упругий демпфер 5. Между концами пластин могут быть установлены на сварке бруски, Концы пластин (или бруски) укрепляют в захватах испытательной машины и нагружают образец пульсирующей нагрузкой P. Бруски позволяют расширить диапазон создаваемых деформаций при заданном уровне напряжений в пластинах 1, 2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Образец для испытаний на усталость состоит из симметрично изогнутых пластин 1, 2, одни концы которых жестко соединены между собой с образованием Ч-образного продольного сечения 3, которое может быть выполнено, например, эа счет сварного соединения 4. Две пары соединенных между собой Ч-образных пластин 1, 2, соединены свободными концами симметрично относительно плоскости n-n, проходящей через участки соединения этих концов. Между. центральными участками этих пар пластин установлен упругий демпфер 5, который может быть выполнен, например, из упругой резиновой прокладки или металлической пружины. По плоскости и-и концы пластин соединены либо непосредственно, либо с помощью сварки. Концы пластин могут быть

1620888 соединены также посредством размещенных между ними и приваренных к ним брусков 6. В захватной части пластины могут быть выполнены шириной В, а в месте V-образного соединения — как шириной В, так и (особенно для пластин толщиной д > 14 мм) с меньшей по размеру шириной Ь.

Образец готовят к испытаниям и испытывают следующим образом.

Пластину из стали 09Г2С толщиной д =12 мм, размером 400х750 мм изгибают на трехвалковых вальцах в направлении прокатки листа (вдоль размера 750 мм) так, чтобы после разрезки этой пластины и последующей сварки (шов 4) получить на базе !=500 мм требуемую стрелку вогнутости f=10-16 мм, как и у стенок вертикальных цилиндрических резервуаров из стали 09Г2С толщиной д = 12 мм обьемом

20 тыс.м, имеющих в зоне вертикальных сварных соединений отклонения от правильной геометрической формы кругового цилиндра. Из пластины изготавливают образцы с шириной средней части b=60 мм.

Концы образца (фиг. 1) закрепляют в захватах испытательной машины и нагружают его пульсирующей нагрузкой Р, вызывающей в пластинах 1 и 2 максимальные напряжения а= 0,8 Ry, где Ry — рас.четное сопротивление стали растяжению по СНиП 11-23-81, Упругий демпфер подбирают таким образом, чтобы изменение деформации f составило Л 1=(1/3 — 1/4)»

"f. При Ry= 315 МПа и б = 0,8 315= 252 МПа для f-15 мм Л f= 4 — 5 мм.

Если необходимо расширить диапазон создаваемых деформаций при заданном уровне напряжений в пластинах 1 и 2, используют образец с брусками 6 (фиг. 2 и 3), размещенными между концами пластин и приваренными к ним с плавным переходом от основного металла к металлу шва, Демпфер 5 подбирают аналогично. При толщине бруска а= 40 мм для образца с

f= 15 мм при 6 = 0,8 Яу= 252 МПа изменение деформации образца с д = 12 мм составило Л f= 5 мм. Бруски 6 используют для крепления в захватах испытательной машины, Уменьшение. ширины образца с В до Ь выполнено для того, чтобы образовать наиболее слабое сечение посередине образца, не допустив появления раньше усталостных трещин в зоне сварных швов, соединяющих бруски 6 с пластинами, Требуемое усилие P назначают, исходя из фактических значений толщины д

30 гнутых пластин, одни концы которых жестко соединены между собой с образо35

5

25 пластин и их ширины Ь. 3а критерий соответствия условий испытаний образцов реальным условиям работы цилиндрических резервуаров принимают величину изменения деформации hf на базе при обеспечении напряжений, возникающих в стенке резервуара в процессе его наполнения — опорожнения, Испытания образца, изображенного на фиг. 2 и 3, на гидравлической машине с пульсатором типа ЦД200/400 Пу дало возможность установить, что при числе циклов нагружения от 8 10 до 1,2 10 по линии сплавления сварного соединения 4 с внутренней стороны пластин, где суммируются напряжения от растяжения и изгибающего момента, появляется визуально наблюдаемая трещина, которая зарождается по всей ширине b. Исходя из полученного числа циклов нагружения с учетом коэффициента запаса определяют допустимое число циклов наполнения — опорожнения резервуара.

Формула изобретения

1. Образец для испытаний на усталость, имеющий пару симметричных изованием V-образного продольного сечения, а другие предназначены для зажима в захватах испытательной машины, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытаний к условиям эксплуатации резервуаров, имеющих соединительные швы, за счет обеспечения эксплуатационных деформаций образца в поперечном направлении, он снабжен второй парой пластин, выполненной аналогично первой и соединенной с ней соответствующими свободными концами симметрично относительно плоскости, проходящей через участки соединения этих концов, и упругим демпфером, установленным между центральными участками этих пар.

2. Образец по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона создаваемых деформаций, пары пластин соединены между собой посредством размещенных между ними соответствующих брусков, предназначенных для зажима в захватах испытательной машины.

1620888 дид4

sI фи2. 1

ФПГ. Г

Составитель Г. Савин

Редактор M. Келемеш Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 4240 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР °

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101