Работа конструкций при низких температурах

Опыт эксплуатации металлических конструкций при низких температурах, особенно в условиях Сибири и Крайнего Севера, где температура воздуха в течение длительного периода удерживается на уровне ниже минус 30˚, показывает наличие большого числа хрупких разрушений (смотрите раздел "Материал"). При этом число зимних аварий значительно увеличилось после быстрого распространения сварных конструкций.

Хрупкое разрушение - это разрушение путем отрыва под действием нормальных напряжений. Возможность различных видов разрушения всякого металла — от сдвига или от отрыва — при изменении температуры и скорости деформации вытекает из схемы А. Ф. Иоффе, приведенной на рис. 10 [117]. Сопротивление отрыву σотр практически не зависит от температуры и скорости нагружения, тогда как предел текучести σТ при понижении температуры или при увеличении скорости нагружения сильно возрастает [99]. Поэтому стали с высокоподнятым пределом текучести более опасны в смысле возможности хрупкого разрушения при низкой температуре. Если предел текучести достигается раньше, чем сопротивление отрыву, то разрушение будет вязким, в противном случае оно будет хрупким. Температура, соответствующая пересечению кривых σт и σотр, называется критической температурой хрупкости. Таким образом, при температуре t > Tкр разрушение вязкое, а при t ≤ Tкр — хрупкое. Поэтому при прочих равных условиях при динамической нагрузке хрупкое разрушение получается при температуре более высокой, чем при статической нагрузке.





Рис. 10: схема перехода из вязкого в хрупкое состояние

Рис. 10: схема перехода из вязкого в хрупкое состояние