Работа конструкций при низких температурах 3

При этом концентрация напряжений возникает как от изменения формы элемента (резкие изменения поперечного сечения, вырезы, надрезы, непровары швов и т. п.), так и от сосредоточенного приложения сил, неточностей изготовления и т. п. Надо также учесть, что напряжения в конструкциях возникают не только в результате внешних нагрузок, но и в результате сварки, сборки и при ряде других технологических операций.



Рис. 11: зависимость средних значений ударной вязкости от температуры, определенная на нормальных образцах, вырезанных вдоль проката

Рис. 11: зависимость средних значений ударной вязкости от температуры, определенная на нормальных образцах, вырезанных вдоль проката

1 — сталь марки ВСт.3; 2 — сталь марки 15ХСНД; 3 — сталь марки ВСт.3 кп



Влияние остаточных сварочных напряжений в сочетании с концентратором напряжений на ударную вязкость при низкой температуре хорошо видно на образце, предложенном институтом электросварки им. Е. О. Патона АН УССР (рис. 12) для оценки стали на склонность к распространению хрупких трещин. Образец представляет собой полосовую сталь, с одной стороны которой двумя продольными швами приварено составное ребро. От продольных швов в образце возникает поле остаточных напряжений вблизи швов растягивающих, а на некотором расстоянии переходящих в сжимающие.



Рис. 12: образец для оценки стали на склонность к распространению хрупких трещин

Рис. 12: образец для оценки стали на склонность к распространению хрупких трещин



Торцы ребра в стыке плотно пригнаны и образуют щель (концентратор напряжений) на участке с высокими остаточными напряжениями. С понижением температуры в образце появляется хрупкая трещина, которая останавливается, дойдя до границ участка, имеющего остаточные растягивающие напряжения.