24. Особенности работы металлических конструкций при переменных напряжениях

Разрушения металлических конструкций

Разрушения металлических конструкций могут происходить по разным причинам. Для решения вопроса о том, является ли данное разрушение усталостным, лучше всего исходить из характера излома элементов конструкций, являющегося надежным средством установления причин разрушения [82].

Можно различать три вида излома: вязкий, хрупкий и усталостный. Установление вида излома важно, так как разные изломы вызываются разными причинами.

Вязкий излом характерен остаточными деформациями, поскольку напряжения при разрушении значительно превышают предел текучести. По отношению к поверхности элемента излом часто бывает косым. Поверхность излома волокнистая. При наложении разрушенных частей плоскости излома не складываются без зазора. Зона начала излома неизвестна. Происходит такой излом при недопустимых перегрузках в различных аварийных случаях.

Хрупкий излом характерен гладкой поверхностью с равномерным крупно- или мелкокристаллическим строением. В области разрушения пластические деформации отсутствуют. Излом перпендикулярен к поверхности элемента. При наложении разрушенных частей плоскости излома плотно складываются. Хрупкий излом происходит в тех же случаях нагружения, что и вязкий излом, но при склонности данного элемента к хрупкому разрушению в результате многоосного напряженного состояния, низкой температуры, концентрации напряжений и т. п. Одна и та же сталь может разрушаться и вязко и хрупко. Хрупкое разрушение всегда внезапно.

Усталостный излом отличается от хрупкого развитием усталостных зон от местных концентраторов. На поверхности излома имеется резкая граница между усталостным и вязким (статическим) изломом. Поверхность излома часто бывает поражена коррозией в результате длительного развития усталостной трещины. Характерным для усталостных разрушений является также то, что все они происходят в сечениях с большими местными напряжениями и при этом часто не в сечениях с максимальными общими напряжениями. Усталостные разрушения обычно имеют место в решетчатых конструкциях и реже — в листовых. У кранов разрушениям подвержены их элементы, испытывающие растягивающие напряжения, у мест стыков и узлов. Разрушения в только сжатых даже тяжело нагруженных элементах почти отсутствуют. Усталостные разрушения имеют место, как правило, у кранов весьма тяжелого и тяжелого режимов работы, характерных