Л. А. Копельман

В книге дана количественная оценка условий, при которых возможно хрупкое разрушение в узлах круп­ных сварных конструкций из сталей низкой и средней прочности при низком уровне напряжений. Впервые в отечественной литературе рассмотрено. комплексное влияние всех основных конструктивно-технологических факторов на инициацию хрупкого разрушения. Приве­дены числовые примеры, иллюстрирующие практическое применение расчетной методики в инженерной практике. Интерес к методам оценки сопротивляемости сварных конструкций хрупкому разрушению непрерывно возрастает.- Раз­витие техники приводит к увеличению размеров конструкций, утяжелению условий их эксплуатации, увеличению толщины ма­териалов, все более частому внедрению недостаточно апробиро­ванных новых технологических и конструктивных решений. Все эти факторы способствуют появлению хрупкого разрушения. Кроме того, возрастает количество ответственных сварных кон­струкций и сооружений, внезапное разрушение которых может привести к большому экономическому ущербу.

Подавляющее большинство крупных сварных конструкций из­готовляется из сталей низкой и средней прочности. Для них кроме механического перехода от стабильной стадии разрушения к не­стабильной при понижении температуры происходит физический переход от вязкого разрушения к хрупкому. Наибольшую опас­ность для них представляют разрушения при «низком уровне на­пряжений», т. е. для тех случаев, когда определенные по действую­щим нормам напряжения от полезной нагрузки оказываются зна­чительно ниже допускаемых.

Известно, что такие разрушения происходят при наложении в опасной точке конструкции действия нескольких неблагоприят­ных факторов (надрез, остаточные напряжения, охрупчивание ма­териала при наклепе, старении и т. п.). Влияние каждого из этих факторов в отдельности достаточно хорошо изучено. Однако в ус­ловиях разрушения реальной конструкции оно существенно за­висит от количественных характеристик других конструктивно­технологических факторов. Часто влияние больших изменений любого рассматриваемого фактора может быть незначительным. Но при приближении к критическому состоянию даже малое от­клонение одного из факторов нередко приводит к катастрофиче­ским последствиям. Поэтому для определения работоспособности сварного узла необходимо произвести К9личественную оценку комплексного влияния целой группы конструктивно-технологиче­ских факторов на вероятность инициации хрупкого разрушения.

І

Количественное представление о причинах, приводящих кон­струкцию в хрупкое состояние, необходимо иметь не только при анализе причин аварий, оценке новых конструктивных или тех­нологических решений, разработке указаний по исправлению дефектов, но и при правильной постановке экспериментальных исследований сопротивляемости сварных узлов хрупкому разру­шению. Только при верном количественном воспроизведении всех вероятностных причин аварии в эксперименте можно получить достоверные результаты.

В книге сделана попытка получить единую комплексную схему, которая позволила бы производить количественный анализ влия­ния каждого из основных конструктивно-технологических фак­торов, входящих в комплекс, вызывающий разрушение узла кон­струкции. При этом, естественно, пришлось прибегать к упроще­нию весьма сложных вопросов, к выделению только наиболее су­щественных параметров, ведущих механизмов, к использованию весьма грубых, предпосылок, если они идут в запас надежности. Везде, где только возможно, теоретические оценки продублиро­ваны экспериментальными методиками решения этих вопросов. Применительно к конкретным практическим ситуациям, безус­ловно, целесообразна дальнейшая детализация и уточнение пред­лагаемых зависимостей и формул.

По отдельным составным частям этой проблемы в литературе накоплен огромный материал. Автор стремился по возможности не выдвигать новых концепций, а анализируя опубликованные ра­боты, построить систему, которая не противоречила бы известным экспериментальным фактам.

В книге затронуты только общие методические вопросы. Для того чтобы облегчить приложение этого материала к конкретным условиям и задачам, в конце каждой главы, за исключением пер­вой, дан специальный параграф с методическими указаниями и численными примерами. Для количественной оценки опасности хрупкого разрушения в инженерной практике необходимо вы­полнить испытания соответствующих образцов и получить дан­ные о специальных свойствах материала. Для этого в каждой главе значительное место отведено методике экспериментальных иссле­дований и рекомендациям по устранению погрешностей этих ме­тодик.