Рефераты Книга S.Gran A Course in Ocean Engineering. Глава Усталость

Вернуться в Промышленные технологии

Книга S.Gran A Course in Ocean Engineering. Глава Усталость
S.Gran "A Course in Ocean Engineering"Article 4.7 - FATIGUEПеревод с английского выполнил Панов О.Г. (г. Якутск). Буду рад вашим замечаниям, пожеланиям и предложениям, которые можно послать по адресу: filepark@hotmail.com. Оригинал находится на http://www.dnv.no/ocean/course.htm. Часть 4.7 УСТАЛОСТЬТермин "усталость" в большинстве случаев используют для описания потери рабочих качеств или способности к функционированию после длительной работы без перерыва. Иногда он относится к времен-ному режиму так, что прочность восстанавливается после некоторого перерыва в работе (релаксации). Он, также, может применяться к долговременным состояниям, в которых прочность не восстанавливается нико-гда. Непосредственное влияние может казаться безобидным, но если деформирование повторяется все вре-мя, то рабочие качества снижаются и, в конце концов, могут быть полностью утрачены. Усталость в металлах относится к явлениям последнего вида (из опис. выше). Это процесс, который является необратимым и который может, в конечном счете, привести к разрушениям, таким как сломанные железнодорожные рельсы, потерянные зубья в шестернях, треснутый вал двигателя вертолета, негерметич-ность корабельного дна и т.д. Для того чтобы случилась авария, нет необходимости в чрезвычайно сложных условиях, ранее конструкции могли выдержать и большие нагрузки. Однако обычным свойством конструк-ция является то, что они могут находиться в эксплуатации значительную часть их проектного ресурса. Т.о., они повторно подвергаются внешнему воздействию, день за днем, год за годом. Каждый период воздействия вносит незначительный, но необратимый вклад в процесс усталости. Это может случиться, если даже все вызванные внешней нагрузкой напряжения, несомненно, находятся в линейной, упругой области, намного ниже предела прочности материала.Основными внешними воздействиями, которые ведут к усталостному разрушению, являются цик-лические, т.е. периодические силы, они вносят соответствующие компоненты внутренних циклических на-пряжений. Силы такого рода изначально присутствуют во вращающихся механизмах, используемых в авто-мобилях и станках. В XIX-м веке в первых паровозах происходили катастрофические усталостные разруше-ния. В связи с этим, немецкий железнодорожный инженер А.Велер (A.Woehler) провел первые систематиче-ские лабораторные испытания на усталость (примерно 1860 г.). Усталостные разрушения были также исследованы на стальных тонкостенных конструкциях, таких как мосты и опоры ЛЭП, которые часто были подвержены колебаниям вызванным ветром и другими факто-рами окружающей среды. В морских сооружениях, действие волн - это основной источник усталостных повреждений, проблема стала более острой с введением полностью сварных стальных корпусов. Трагиче-ской демонстрацией этого были "суда свободы" (Liberty vessels), которые в большом количестве были сва-рены вместе для обеспечения доставки грузов в Атлантике во время Второй Мировой Войны. Более 1000-чи, из примерно 5000-ч построенных кораблей, получили значительные повреждения из-за трещин в корпусах, и по этой причине, 2300 были полностью потеряны.Сварные соединения оказались особенно чувствительны к усталости. Одной из основных причин этого является большая вероятность того, что соединения содержат неоднородности, такие как включения, полости, шероховатость поверхности и другие известные факторы, влияющие на зарождение трещин. Вто-рой причиной является то, что нагрев и охлаждение во время сварки ведет к высоким остаточным напряже-ниям, которые ведут к увеличению скорости роста трещин и повреждений. Усталостное разрушение предполагает разделение на три этапа. На начальном этапе, или этапе за-рождения, появляются микротрещины. На этапе роста трещин, трещины растут с увеличением скорости под действием периодических внешних сил. На этапе разрушения, конструкция спонтанно разрушается, потому что оставшееся поперечное сечение слишком мало для противодействия внешним силам. Ранее представ-ленный начальный этап отнимает часть усталостного ресурса конструкции, от 50 до 75%
10 11 12 13 14 15 16 17 
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100