Способ определения повреждаемости металла конструкции

СООЗ СОВЕТСНИХШЗЮВЮПйедиРЕСПУБЛИК ОЮ 01) С 01 1 3/ ОПИСА К АВТОРСКО ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СЗИДЕТЕЛЬС Котов П.И, Длическая прочностьй. - М., Машино 6-132. зобретен ных темпераснабженосится к меха рах в ж тком режиме,определения к средства ффициента ующим обперечного Способ р ужения. изуется слУстроипредставлшйну длязволяющую ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ(56) Гусенков А.Птельная и неизотеэлементов конструстроение, 1988, с Донтехэнерго" Произдинения по наладке, технологии и эксстанций и сетей "Со(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ МЕТАЛЛА КОНСТРУКЦИИ ям, к способам опреаемости металла конвиях усталости и ческим испытаниделения повреждструкции в услоползучести,Цель изобретения - повышение точности за счет учета момента перехода микфодефектов в микротрещину.На фиг. 1 показаны зависимости от температуры коэффициентов поперечного сужения при двух временах наработки; на фиг. 2 - зависимости коэффициента сужения от числа циклов наработки прн различных уровнях нагруз-. ки для стали 12 Х 1 МО. во для реализации способа т собой испытательную маклических нагружений, поагружать образцы растяже(5) Изобретение относится к механическим испытаниям и, в частности, копределению повреждаемости металлаконструкции в условиях усталости иползучести. Цель изобретения - повышение точности за счет учета моментаперехода микродефектов в микротрещину. Образцы материала конструкциициклически нагружают и при двух временах наработки строят зависимостиот температуры предельных коэффициентов поперечного сужения. Разностьэкстремальных значений коэффициентовпоперечного сужения указанных зависимостей определяют в качестве характеристики повреждаемости конструкции2 ил. ием-сжатием приовыш разом,При времени наработки , вырезается из исследуемой конструкции металц для .изготовления гладких цилиндрических образцов с соотношениемдлины к диаметру 10. Количество образцов не менее 8 шт. На разрывной машине по заданно му режиму нагружения испытывают по два образца в диапазоне исследуемых температур. Режим нагружения задается по деформации (жесткий режим нагру жения) и принимается на основании исследований реальных эксплуатационных режимов работы оборудования. Призадании режимов испытания образца на разрывной машине должен имитировать ся по крайней мере один цикл, включающий три Фазы: нагружение, выдержку под нагрузкой, разгружение, при многократном повторении.Не исключена возможность реализации и второго цикла, включающими,ре"с , жим частичной разгрузки. Опыты проводят 10 до полного разрушения образцов и опре-, деляют предельный коэффициентпопе-, речного сужения.Через промежуток времени, соответ- ствующий времени наработки используе мого металла с, проводят повторные испытания по. описанной методике.Для различных времен наработки с, и ьа в заданном интервале темпелратур Т строят кривые Ц =Й(Т) .Б зоне экстремума (Фиг, 1) определяют изменение коэффициента сужения Ь(1 для различных времен наработки оборудования, Определив динамику изменения сужения по отношению к исход 25 ному состоянию, .находят допускаемое количество И циклов работы элементов оборудования.Ресурс повреждаемости металла от циклической нагрузки определяется как соотношение фактического количества циклов к допускаемому.В предположениях о линейном суммировании повреждений, справедливости уравнения Коффина и уравнения малоцикловой усталости в видешк 1 2,Ф 1 1 1 б Мтп 6Ец, И,=( ")И, 40цоргде ш,ш, " параметры испытания материала на выносливость соответственно до появленияи после появления микротрещины;Еа, - амплитуда пластическо 6деформацииИ, " базовое количество цикловпри испытании на МЦУ для 50высокотемпературных металлов;.И = 10000 циклов,6 - предел выносливости мате-й,риала;Яц - логарифмическая деформация,пластичностиу .( 1 п1- С л - текущее значение коэффициента поперечного сужерния (равномерная часть),можно получить значение числа цикловдо появления микродефекта как точкуперелома на кривой И- Е,Использовав уравнение Иэнсона длясвязи напряжений Д с пределом выносливостиб-(-ф) Г41можно получить зависимость долговеч ности И,1 от Ь( как параметра .повреж денности.Предположив, что1, получают2 ш 3.пГ-М -Э 1 Я)+ш-ш 4где ( - исходное значение коэффициента равномерности сужения,В - постоянная величина для конкретной марки стали при заданном уровне амплитуды напряжений.П р и м е р. Определяют ресурс повреждаемости тонкостенного высокотемпературного гноа ф 273 К 11 мм е растянутой зоне через 60 тыс.ч. Исходное состояние металла гиба в растянутой зоне соответствует "норматив- кому" с пластичностью 5 Х, Количество лусков-остановов, И=450, Измеренная овальность 47, Расчетные параметры среды: Р 3,7 МПа, е, 545 С.оМестные напряжения (ХПа) в растянутой зоне с учетом овальности описываются уравнениембт щ фЗР - -Р 100,юх-1где( =4 - коэффициент, учитывающийовальность;а - =1,088;ЭлЬНР=3,7 ИПа.По результатам горячих испытаний образцов на растяжение для исходного состояния и через бО тыс.ч при жестком режиме нагружения по экспоненциальному закону, соответствующему изменению овальности гиба, получа" ют значение изменения коэффициента равномерного сужения в зоне экстремума, равное 3,53. Деформация пластичности металла гибов в растянутой зоне 5 Х.165В соответствии с формулой (1) для стали 12 Х 1 МО при 545 ОС для дискретного уровня напряжний строят зависимость (фиг, 2) допускаемого количества циклов от коэффициента равномерного сужения. При текущем значении =5-3,5=1,5 Х и напряжении 100 ИПа допускаемое количество цик,пов равно 800,0. Отсюда повреждае 450еость гиба И= 800 =0 56. ф о р м у л а изобретения Способ определения повреждаемости металла конструкции в условиях усталости и ползучести, заключающийся в том, что образцы из материала кон 1150струкции нагревают и циклически на,гружают в жестком режиме при параметрах нагружения, соответствующих условиям эксплуатации конструкции, и 5определяют при различных температурахпредельные коэффициенты поперечногосужения, по которым судят о повреждаемости металла конструкций, о т - 10 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности за счет учетамомента перехода микродефектов в микротрещину, определяют экстремальныезначения зависимостей от температуры 15 предельных коэффициентов поперечного сужения при двух разных временахнагружения, а о повреждаемости судятпо разности этих экстремальных значений.1651150 Фиг.2 Составитель Д.поспеловН,Гунько Техред С.Мигунова Корректор М Самборская дак Производстпс.нно - изддтел.скнй комбинатПатент л, Гдгаринд, 101 Закаэ 1602В 15 ПЯ 1 И Гас Тираж 398 Подписноебастионного коптета по изобретениям и открытиям нри 1 КНТ СС 113035, М кнд, К, Рдушскдя наб., д, 4/5