Оценка трещиностойкости конструкций с учетом структурно-механической неоднородности сварных соединений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.06, кандидат наук Москвичев, Егор Владимирович

• Москвичев, Егор Владимирович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Москвичев, Егор Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Механика разрушения сварных конструкций

1Л. Методы расчета элементов сварных конструкций по критериям механики разрушения

1.2. Исследования структурно-механической неоднородности

сварных соединений

1.3. Технологии численного моделирования деформирования и разрушения сварных соединений

1.4. Постановка задач исследования

Глава 2. Экспериментальные исследования характеристик механических свойств и трещиностойкости сварных соединений

2.1. Материалы, образцы и методика экспериментальных исследований

2.2. Результаты экспериментальных исследований сварных соединений

2.3. Вариации характеристик структурно-механических свойств

и трещиностойкости

Глава 3. Моделирование структурно-механической неоднородности и расчет характеристик трещиностойкости сварных соединений

3.1. Принципы численного моделирования структурно-неоднородных сварных соединений

3.2. Особенности расчета /-интеграла методом конечных элементов

в программе АЫБУБ

3.3. Формулировка модели структурно-неоднородного стыкового сварного соединения с трещиной и расчет /-интеграла

3.4. Влияние параметров модели на результаты расчета /-интеграла

Глава 4. Модельные расчеты на трещиностойкость элементов сварных

конструкций

4.1. Развитие методов расчета на трещиностойкость сварных конструкций

4.2. Расчет на трещиностойкость типовых сварных соединений

4.3. Расчет на трещиностойкость сварного сосуда высокого давления

Основные результаты и выводы

Список использованных источников

Приложение А. Макрос к конечно-элементному пакету АЫ8У8 для

учета структурно-механической неоднородности сварных соединений

Приложение Б. Акты внедрения диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка трещиностойкости конструкций с учетом структурно-механической неоднородности сварных соединений»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Проведение расчетов на трещиностойкость сварных конструкций с учетом особенностей напряженно-деформированного состояния сварных соединений с трещиноподобными дефектами является одной из наиболее сложных задач механики разрушения. Наличие остаточных сварочных напряжений и структурно-механической неоднородности приводит к существенным усложнениям процессов деформирования в области трещин. Как правило, эти процессы имеют ярко выраженную нелинейность, что указывает на необходимость использования нелинейных характеристик трещиностойкости при оценках опасности дефектов.

Особенности нелинейного деформирования структурно-неоднородных сварных соединений в основном рассматриваются с использованием моделей «мягких» или «твердых» прослоек, отражающих макронеоднородность сварных соединений. Указанные модели позволяют оценить опасность сквозных трещин, находящихся в однородной «твердой» или «мягкой» прослойке. Для поверхностных, внутренних и произвольно ориентированных дефектов, а также дефектов, находящихся на границе раздела указанных прослоек или пересекающих их, решение задачи о напряженно-деформированном состоянии и оценка опасности дефектов осуществляются, как правило, численными методами.

Практический интерес при проведении расчетов сварных конструкций на трещиностойкость представляет исследование влияния микроструктурной неоднородности металла на характеристики трещиностойкости сварных соединений, поскольку свойства металла при переходе от одной зоны к другой изменяются и имеют существенный статистический разброс.

В рамках диссертационной работы исследовано влияние структурно-механической неоднородности на характеристики трещиностойкости сварных соединений с использованием вероятностных моделей механики разрушения и теории надежности, а также сформулированы основные принципы и алгоритмы численного анализа трещиностойкости сварных соединений. Это позволило дать

предложения по развитию методов расчета показателей трещиностойкости сварных конструкций, что определяет актуальность работы.

Основанием для выполнения диссертационной работы послужили:

- проект III.20.3.4 «Методы анализа живучести и разрушений повреждаемых конструкций при аварийных нагрузках и критерии защищенности технических систем от тяжелых катастроф» программы фундаментальных исследований СО РАН III.20.3 «Исследование многоуровневых процессов деформирования и разрушения неоднородных материалов и конструкций, живучести и аварийных ситуаций технических систем»;

- технические задания на выполнение НИОКР по хозяйственным договорам с ОАО «Красмаш» и ОАО «НЛП СибЭРА».

Цель работы заключается в исследовании влияния структурно-механической неоднородности металла сварных соединений на характеристики трещиностойкости и развитии методов расчета сварных конструкций.

Задачи исследования:

- анализ известных моделей и методов оценки характеристик трещиностойкости сварных конструкций с учетом особенностей структуры сварных соединений;

- проведение экспериментальных статистических исследований особенностей структурно-механической неоднородности металла, характеристик механических свойств и трещиностойкости для различных зон сварных соединений;

- разработка численной конечно-элементной модели оценки характеристик трещиностойкости сварных соединений с учетом вариаций характеристик структурно-механической неоднородности;

- оценка влияния вариаций характеристик структурно-механической неоднородности на трещиностойкость типовых сварных соединений.

Методы исследований. Общая методология исследований базируется на использовании расчетно-экспериментальных методов механики деформирования и разрушения. При анализе напряженно-деформированного состояния и

показателей трещиностойкости использовались методы теории упругости и механики разрушения, метод конечных элементов (МКЭ). Обработка экспериментальных данных осуществлялась статистическими методами теории вероятностей. Экспериментальные исследования включали методы механических испытаний металлов для определения характеристик механических свойств и трещиностойкости сварных соединений, металлографический анализ структуры исследованных сталей.

Научная новизна работы заключается в определении статистических вариаций и особенностей влияния структурно-механической неоднородности металла на характеристики трещиностойкости сварных соединений, обеспечивающих дальнейшее совершенствование методов расчета на трещиностойкость сварных конструкций.

Основные положения, выносимые на защиту:

- численная конечно-элементная модель расчета характеристик трещиностойкости на основе концепции J-интеграла для сварных соединений с учетом случайного характера распределения механических свойств металла в сварном шве;

- алгоритм и программа на языке Ansys Parametric Design Language (APDL) для расчета на трещиностойкость с учетом случайного распределения предела текучести в различных зонах сварных соединений;

- экспериментальные данные о распределении механических свойств и характеристики трещиностойкости Jc для стыковых сварных соединений из сталей 09Г2С и 12Х18Н10Т;

- расчетные оценки трещиностойкости сварных соединений элементов конструкций с учетом структурно-механической неоднородности.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные экспериментальные данные о распределении механических свойств и параметра трещиностойкости Jc в сварных соединениях сталей 09Г2С и 12Х18Н10Т и разработанная конечно-элементная модель расчета на трещиностойкость позволяют проводить уточненные расчеты прочности, ресурса

и надежности сварных конструкций с учетом влияния структурно-механической неоднородности сварных соединений.

Внедрение результатов исследований осуществлено в ОАО «Научно-производственное предприятие «СибЭРА» при оценках предельных состояний тонкостенных сосудов давления, в учебном процессе при чтении лекций для студентов специальности «Динамика и прочность машин» Политехнического института ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», а также в ОАО «Красноярский машиностроительный завод» в рамках научно-исследовательской работы, выполненной СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН, что подтверждается актами внедрения.

Достоверность научных положений, результатов и выводов

обеспечивается: применением методологии исследований, основанной на трудах зарубежных и отечественных ученых; использованием нормативных документов в области расчетов и испытаний на прочность и трещиностойкость; использованием статистических данных по характеристикам механических свойств и трещиностойкости конструкционных сталей; применением современных вычислительных технологий конечно-элементного моделирования; анализом результатов физического эксперимента.

Личный вклад автора заключается в постановке и реализации целей и задач данного исследования, разработке основных положений научной новизны и практической значимости, проведении испытаний и обработке экспериментальных данных, формулировке численной модели для анализа характеристик трещиностойкости сварных соединений с учетом структурно-механической неоднородности, проведении расчетов на трещиностойкость, обобщении и внедрении полученных результатов.

Автор выражает благодарность: заместителю директора СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН, докт. техн. наук, профессору A.M. Лепихину, генеральному директору ООО «НИИ «СибЭРА», канд. техн. наук А.П. Черняеву, сотрудникам ОАО «Красмаш»; Красноярскому краевому фонду поддержки научной и научно-технической деятельности, Фонду содействия развитию малых форм предприятий

в научно-технической сфере за финансовую поддержку проведенных исследований, включая участие в международных конференциях, сотрудникам Отдела информационных технологий и методов риск-анализа СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН за полезные замечания и советы при выполнении данной работы.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на: VII Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям (Красноярск, 2006 г.); IX Всероссийской конференции «Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф» (Барнаул, 2007 г.); I НТК «Экспертиза промышленной безопасности опасных производственных объек-тов в условиях Крайнего Севера» (Якутск, 2009 г.); VI Всероссийской конфе-ренции «Механика микронеоднородных материалов и разрушение» (Екатерин-бург, 2010 г.); II Всероссийской конференции «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций» (Новосибирск, 2011 г.); 19th European Conference on Fracture (Казань, 2012 г.); IV Всероссийской конференции «Безопасность и живучесть технических систем» (Красноярск, 2012 г.); Международной конференции «Живучесть и конструкционное материаловедение» (Москва, 2012 г.); 7th International Conference on Materials Structure & Micromechanics of Fracture (Чехия, 2013 г.); объединенном семинаре кафедр «Динамика и прочность машин» и «Диагностика и безопасность технических систем» СФУ (Красноярск, 2012 г.), на семинаре «Проблемы природно-техногенной безопасности» СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН, семинаре отдела механики деформируемого твердого тела Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН (Новосибирск, 2013 г.).

Публикации. Основное содержание работы отражено в 15 научных публикациях, в том числе в 6 статьях в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ для опубликования результатов научных исследований, 8 тезисах докладов конференций, а также в отчетах по проектам и договорам НИОКР. Получено 1 свидетельство о регистрации программы для ЭВМ в Фонде алгоритмов и программ СО РАН.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и приложений. Основное содержание работы изложено на 92 страницах. Общий объем работы с приложениями - 102 страницы. Работа содержит 8 таблиц и 41 рисунок. Список использованных источников включает 108 наименований.

ГЛАВА 1. МЕХАНИКА РАЗРУШЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1 Методы расчета элементов сварных конструкций по критериям

механики разрушения

При расчетах сварных конструкций традиционно используют два основных метода расчета: на статическую прочность и прочность при переменных напряжениях. Применение их регламентировано различными нормативными документами, которые обязательны для типового проектирования [1-6].

В основу расчетов строительных сварных конструкций положены расчетные (нормативные) сопротивления материалов по пределам текучести (Яу), прочности (Яи) и выносливости При расчетах по данному методу

определяются допускаемые усилия с учетом коэффициентов надежности и условий работы, учитывающих специфический характер работы конкретных строительных объектов.

В основу расчета сварных соединений машиностроительных конструкций положены допускаемые напряжения, которые устанавливаются в зависимости от свойств материалов (ат, ов) и соответствующих коэффициентов запаса. Допускаемые напряжения для сварных швов машиностроительных конструкций могут устанавливаться в зависимости от допускаемых напряжений основного металла. Это положение позволяет рассматривать сварные соединения равнопрочными основному металлу, не производя определения величин усилий, действующих в них и исключая необходимость учета ряда переменных факторов.

В разное время были предложены различные методы расчета сварных соединений при переменных нагрузках [5-8]. СНиП П-23-81 [5] предусматривает расчет на выносливость с учетом концентрации напряжений, условий нагружения и уровня прочности стали, при этом элементы конструкции и сварные соединения разделены на 8 групп. Чем выше номер группы, тем значительнее концентрация напряжений в сварном соединении и ниже его прочность. В методе ИЭС-ИМАШ [6] сварные соединения разделены на 12 конструктивных групп по уровню

концентрации напряжений и в отличие от СНиП, в этом методе большое внимание уделяется влиянию остаточных напряжений от сварки. Учет влияния числа циклов и асимметрии цикла осуществляется по диаграммам, приведенным для каждой конструктивной группы. Расчет числа циклов оценивается согласно линейной теории накопления усталостных повреждений.

При разработке нормативных документов в области расчетов на прочность и ресурс в качестве одного из основных требований является возможность широкого инженерного применения предполагаемой процедуры расчетов. В некоторых случаях это достигалось ценой снижения экономичности и долговечности сварных конструкций. На современном этапе проявляются тенденции усложнения процедур расчетов, обеспечивающих учет влияния различных факторов и учитывающих новый уровень знаний о механизмах и процессах разрушения происходящих в сварных соединениях. Во-первых, вводится учет различной прочности отдельных участков соединений в зависимости от приложения внешних и внутренних усилий [7]. Это в ряде случаев позволяет проектировать более экономичные конструкции в отношении объема наплавляемого металла. Во-вторых, ведутся работы и достигнуты успехи в применении численных методов расчета, позволяющих адаптировать критерии механики разрушения при расчетах сварных соединений, что открывает возможность применения более прочных, но менее пластичных присадочных металлов. Одновременно это позволяет проводить обоснованные расчеты на статическую прочность и прочность при переменных нагрузках в условиях понижения пластичности материала при применении высокопрочных металлов и в условиях низких температур.

Практическое использование критериев механики разрушения для оценки свойств металлов, анализа напряженно-деформированного состояния, проведения расчетов на трещиностойкость сварных соединений рассматривалось в работах Алешина Н.П., Болотина В.В., Винокурова В.А., Волченко В.Н., Гиренко B.C., Злочевского А.Б., Карзова Г.П., Кирьяна В.И., Копельмана J1.A., Куркина С.А., Касаткина Б.С., Ларионова В.П., Лепихина A.M., Лобанова Л.М., Лукьянова В.Ф.,

Махутова H.A., Махненко В.И., Напрасникова В.В., Патона Б.Е., Попова A.A., Слепцова О.И., Шахматова М.В., Ющенко К.А., Бурдекина Ф.М., Уэллса А., Каназавы Т. и др. [8-44]. Однако, не смотря на значительные достижения в указанных направлениях, следует признать, что широкое использование критериев механики разрушения для оценки работоспособности сварных конструкций и соединений сдерживается рядом обстоятельств.

1. Механика разрушения в расчетном плане развивается в основном как механика однородной среды. Сварные соединения отличаются значительной неоднородностью механических свойств. Степень влияния этой неоднородности на результаты расчетов по критериям механики разрушения оценить сложно. Неопределенность в учете влияния этого фактора является одной из причин, сдерживающей более широкое применение механики разрушения для определения несущей способности сварных конструкций.

2. Сварные соединения, за исключением стыковых без усиления шва или со снятым усилением, имеют концентрацию напряжений, вызванную формой соединения. Это является осложняющим обстоятельством, так как в данном случае необходимо располагать характеристиками локальных напряженно-деформированных состояний элементов конструкций сложной геометрической формы.

3. Расчетные методы механики разрушения оперируют в основном, идеализированными формами исходных или эксплуатационных трещин [26]. Нормативными документами [45-53], регламентирующими качество сварных соединений и нормативный уровень дефектности, наличие трещин исключается, так как является признаком недостатков технологии сварки, необоснованного применения материалов, нарушений технологии сварочного производства и т.п. По этой причине критерии механики разрушения используют в сварных конструкциях как средство оценки характеристик трещиностойкости металла и значительно реже для расчетных оценок конструкционной прочности и ресурса. С другой стороны, технологическая дефектность сварных соединений (подрезы, поры, непровары, усадочные раковины и т.д.) является объективным фактом

массового производства сварных конструкций [14, 21, 23, 25]. При этом установленные нормы размеров дефектов в большей степени продиктованы возможностями дефектоскопии и требованиями качества, чем требованиями безопасной эксплуатации и не имеют достаточного расчетного обоснования.

С другой стороны, конструктивная геометрия сварных соединений, наличие технологической дефектности, статистика причин разрушений сварных конструкций оказываются основными факторами, в отношении которых использование аппарата и положений механики разрушения должно рассматриваться как обязательная процедура [54-56].

Применение методов механики разрушения к сварным конструкциям базируется на использовании силовых (ос, Кс), деформационных (8С, К\ес) и энергетических (Ус) критериев [29, 35, 36, 56]. Расчеты ресурса проводятся, как правило, с использованием коэффициента интенсивности напряжений [8, 29, 35, 41,42].

Применение критериев механики разрушений при расчетах сварных конструкций имеет некоторые особенности.

1. Значение коэффициента интенсивности напряжений (КИН) для трещин в сварном шве зависит от направления траектории трещины, ее местоположения по отношению к направлению сварки, а также от расположения трещины по линии сплавления и околошовной зоне. Для учета влияния на КИН фактических размеров соединений и трещин, а также условий нагружения в расчетах используются поправочные функции. При этом, несмотря на разнообразие типов соединений, имеется возможность свести их к небольшому количеству базовых расчетных схем, представленных в таблице 1.1. Значения К\ для сварного соединения, найденные таким образом, соответствуют лишь принятым условиям. Исследования степени влияния неоднородности свойств на значения КИН проводились в ограниченном объеме, в основном экспериментальными методами без расчетных обоснований.

Таблица 1.1- Расчетные схемы и коэффициенты интенсивности напряжений для

стыковых и крестообразных сварных соединений

2. Толщина металла в сварных конструкциях нередко бывает такой, что корректное определение К\с невозможно и тогда определяют Кс. При переходе от одной толщины металла к другой значение Кс изменяется, то есть Кс представляет собой условную характеристику для конкретной толщины металла. Значение Кс зависит и от длины трещины. С учетом этого фактора разработано понятие предела трещиностойкости [58], который зависит от длины трещины. Таким образом, Кс отражает не только влияние свойств металла, но и размеров образца, геометрии трещины, конкретной совокупности механической неоднородности и т.д.

3. При испытаниях натурных сварных соединений разрушение, в большинстве случаев, происходит при а больше ат, что не позволяет выразить получаемые результаты в критериях линейной механики разрушения. Использование критериев линейной механики разрушения для оценки качества металла сварных конструкций, опасности различных дефектов, сравнения между собой вариантов технологий часто оказывается невозможным, когда разрушающее напряжение оказывается близким или больше предела текучести металла. Это обстоятельство предопределило значительное внимание к критериям упругопластического деформирования (деформационным и энергетическим), которые достаточно объективно характеризуют свойства металла и сварных соединений и носят интегральный характер в условиях протекания пластических деформаций при разрушении.

4. Распределение напряжений и деформаций в области пластических деформаций зависит от уровня нагруженности, вида диаграммы «а - е», коэффициента деформационного упрочнения металла для различных зон сварного соединения. В этих условиях достаточно сложно определить параметры и вид напряженно-деформированного состояния в локальных зонах пластического деформирования в вершине трещины, которые могут быть сопоставимы с размерами структурных составляющих.

5. При расчете крупногабаритных элементов сварных конструкций, когда номинальные напряжения оказываются меньше предела текучести общепринятым является применение коэффициента интенсивности напряжений К\, хотя он не

имеет прямой связи с реальным напряженным состоянием металла в вершине трещины, имеющей развитую пластическую зону. Однако во многих практических случаях необходимо анализировать предельные состояния, когда номинальные напряжения близки к пределу текучести или превосходят его. Данная постановка предопределяет необходимость решения упругопластических задач для элементов сварных конструкций с трещинами с использованием метода конечных элементов (МКЭ) и применением критериев нелинейной механики разрушения (5С, К]ес, Ус).

Одним из наиболее изученных критериев упругопластического разрушения является критерий критического раскрытия трещины 8С [28, 29]. Он широко используется при анализе трещиностойкости сварных конструкций, однако его применение часто сопряжено с трудностями и не во всех случаях обосновано [59]. Существование остаточных напряжений в сварных соединениях вызывает

большую дисперсию результатов определения 5С, что приводит к необходимости

/

использования эталонной 5-проектной кривой, которая огибает нижнюю границу экспериментальных данных [28, 29, 60]:

ф5=~-: = /«

2п 8^/

т V т /

8,

(1.1)

где 5 - раскрытие трещины;

/ - длина трещины;

&г - деформации, соответствующие пределу текучести материала;

Уб - функция, зависящая от особенностей геометрии дефекта, характеристик металла и параметров нагружения.

Для построения безразмерной кривой, базирующейся на критическом раскрытии трещины, требуется введение условия, что функция, связывающая безразмерное раскрытие трещины и безразмерную номинальную деформацию, не зависит от базы измерения, использованной для получения этой деформации. Такая гипотеза не годится для многих сталей, где при наличии небольших

дефектов разрушение чаще всего вызывается пластической неустойчивостью в вершине трещины и происходит вне ее плоскости. Тем не менее, учитывая опыт, приобретенный по использованию метода 5-проектной кривой, можно утверждать, что данный критерий пригоден для расчетных оценок на стадии проектирования конструкций.

При обсуждении практического использования энергетических критериев для оценки свойств металлов и сварных соединений необходимо различать две стороны этой проблемы. Одна связана с механизмами протекания процесса пластической деформации на различных стадиях деформирования и разрушения конструкции и корректным его воспроизведением в лабораторных условиях на образцах. Другая сторона проблемы связана с необходимостью обеспечить соответствие теоретических выводов и обоснований энергетических критериев условиям и методическим требованиям их экспериментального определения [59, 61,62].

Принимая во внимание эти положения, наибольшее внимание в настоящее время обращается на использование энергетического критерия в форме ./интеграла для оценки трещиностойкости сварных соединений. Разработаны различные методы проведения испытаний и обработки результатов [63].

Практическое развитие /-интеграл получил в форме «./-проектной диаграммы», связывающей безразмерный ./-интеграл с безразмерной нагрузкой в виде [64-66]:

7сат/

Ч8т J

(1.2)

где - текущие значения ./-интеграла; Е - модуль упругости; ат - предел текучести;

/} - функция, зависящая от особенностей геометрии дефекта, характеристик металла и параметров нагружения.

Такие диаграммы, полученные по результатам численного анализа, позволяют оценивать влияние трещиноподобных дефектов на работоспособность конструкций и определять их предельное состояние с учетом напряженно-деформированного состояния в области дефекта, механических свойств материала и параметров нагруженности [56, 59].

Дальнейшим шагом в развитии методов расчета сварных конструкций с применением критериев механики разрушения является построение полных вероятностных диаграмм живучести, которые могут быть использованы для решения ряда конкретных задач ресурсного проектирования [65, 67, 68]. Полная диаграмма живучести, представленная на рисунке 1.1, представляет собой ряд сечений поверхности, связывающей три параметра - надежность, долговечность и коэффициент запаса. Преимуществом полной вероятностной диаграммы живучести в сравнении с кривыми усталости и функциями надежности является

сг /ст.

т

II

/V=5 • К)" цикл

0.9 I

1,0 0,8 0,6 0,4 0,2

.V—const

-0,2 /tcons! 0 12 3 4 5 6

lg/V

a/ar=const

-2

Ча/ат=0,4

III

Ig N

Рисунок 1.1- Полная диаграмма живучести таврового сварного соединения толщиной 50 мм с внутренним дефектом [67]

то, что каждый из трех параметров изменяется не дискретно, а не прерывно, что дает возможность более точно выбирать значения проектных параметров.

Таким образом, можно обозначить следующие направления и методы расчетов элементов сварных конструкций:

- расчеты на статическую прочность;

- расчеты на малоцикловую и многоцикловую усталость;

- вероятностные методы расчетов при статическом и циклическом нагружениях;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Москвичев, Егор Владимирович, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. РД-50-551-85. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Расчетно-экспериментальные методы оценки сопротивления усталости сварных соединений. - М.: Издательство стандартов, 1986. - 52 с.

2. ГОСТ Р 52857.1-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования. - М.: Стандартинформ, 2008. - 58 с.

3. ГОСТ Р 52857.1-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках. - М.: Стандартинформ, 2008. - 30 с.

4. ГОСТ Р 52857.11-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некруглости обечаек. - М.: Стандартинформ, 2008. - 23 с.

5. СНиП П-23-81. Стальные конструкции / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1988. - 96 с.

6. РД 50-694-90. Методические указания. Надёжность в технике. Вероятностный метод расчёта на усталость сварных конструкций. - М.: ВНИИНМАШ. 1989. - 111 с.

7. РД 26-11-08-86. Соединения сварные. Механические испытания. -Волгоград: ВНИИПТхимнефтеаппаратуры. 1987. - 122 с.

8. Матохин Г.В., Гридасов A.B. Расчет ресурса сварных конструкций. -Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та. 1998. - 76 с.

9. Несущая способность сварных соединений с угловыми швами при квазихрупком и хрупком разрушении / Шахматов М.В., Ерофеев В.В., Хмарова Л.И., Отсемин A.A. // Проблемы прочности. - 1986. - N 9. - С. 97-104.

10. Шахматов М.В. Несущая способность сварных соединений с дефектами в твердых и мягких швах // Автоматическая сварка. - 1988. - N 6. - С. 14-18.

11. Копельман Л.А. Сопротивляемость сварных узлов хрупкому разрушению. - Л.: Машиностроение, 1978. - 232 с.

12. Nevillet D.J., Knott J.F. Statistical distributions of toughness and fracture stress for homogeneous and inhomogeneous materials // J. Mech. Phys. Solids. - 1986. -Vol. 34, N3.-P. 243-291.

13. Лепихин A.M., Москвичев B.B. Характеристики трещиностойкости сварных соединений - оценка, расчет и статистический анализ // Завод, лаб. -1991.-№ 12.-С. 48-51.

14. Лепихин A.M., Москвичев В.В. Базы данных по дефектности и характеристикам трещиностойкости в расчетах надежности сварных конструкций // Пробл. машиностроения и автоматизации. - 1991. - № 5. - С. 85-89.

15. Григорьев P.C., Ларионов В.П. Уржумцев Ю.С. Методы повышения работоспособности техники в северном исполнении. - Новосибирск: Наука, 1987. -254 с.

16. Ларионов В.П. Электродуговая сварка конструкций в северном исполнении. - Новосибирск: Наука, 1986. - 256 с.

17. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. - М.: Машиностроение, 1984.-528с.

18. Овчинников A.B., Попов A.A., Васильченко Г.С. Основные принципы составления расчетных схем элементов конструкций с несплошностями по данным неразрушающего контроля. Сообщение I. Подповерхностные несплошности // Проблемы прочности. - 1988. - № 9. - С. 74-79.

19. Овчинников A.B., Попов A.A., Васильченко Г.С. Основные принципы составления расчетных схем элементов конструкций с несплошностями по данным неразрушающего контроля. Сообщение II. Подповерхностные несплошности // Проблемы прочности. - 1988. - № 11. - С. 107-110.

20. Гололобов Б.А., Артемьев А.Я. Статистические принципы определения требований на допускаемые размеры технологических дефектов сварки // Выбор и обоснование методов и норм контроля качества сварных соединений. - Л.: ЛДНТП.- 1983.-С. 15-20.

21. Волченко В.Н. Вероятностное обоснование допустимости малозначительных дефектов швов и целесообразности их исправления // Автоматическая сварка. - 1974. - № 10. - С. 65-69.

22. Волченко В.Н., Лукьянов В.Ф., Валяев В.Г. Вероятностные расчеты механики разрушения // Тр. МВТУ им. Н.Э. Баумана. - 1985. - № 434. - С. 115124.

23. Лепихин A.M. Надежность норм технологической дефектности сварных соединений // Препринт ВЦ СО АН СССР. - Красноярск: ВЦ СО АН СССР, 1990. - № 13.- 16 с.

24. Niu X., Glinka G. The Weld profile effect on stress intensity factors in weldment // Int. J. of Fract. - 1987. V. 25. -N 1. - P. 3-20.

25. Burdekin F.M. The British Standart Commete WEE/37 draft and IIW approach // Denelop. Press. Vess. - London, 1978. - P. 63-94.

26. MP 108.7-86. Оборудование энергетическое. Расчеты и испытания на прочность. Расчет коэффициентов интенсивности напряжений. - М.: ЦНИИТМАШ, 1986. - 29 с.

27. Бреев В.К., Кархин В.А. Исследование методом граничных элементов влияния геометрической формы сварных соединений на траекторию трещин и параметры механики разрушения // Автоматическая сварка. - 1989. - № 1. - С. 1218.

28. Wells А.А. Brittle fracture strength of welded steel plates // British Welding Journal. - 1961. V. 8. - N 5. - P. 259-274.

29. Рекомендательные технические материалы. Рекомендации по оценки прочности крупногабаритных конструкций с применением характеристик механики разрушения. - М.: ЦНИИТМАШ-ИМАШ, 1977. - 116 с.

30. Kanazawa Т., Itagaki Н., Machida S., Miyata Т. Outline of J. WES standard for critical assessment of defect with regard to brittle fracture and some case studies // Pract. Appl. Fract.Mech. - Bratislawa, 1979. - P. 274-284.

31. Kinihico S., Masao T. A probabilistic approach to evaluation on fracture toughness of weld with heterogeneity // IIX Doc. X-1064-84. - 24 p.

32. Ларионов В.В. Исследование работы строительных конструкций в условиях малоциклового нагружения.: Автореф. дисс. ... доктора техн. наук. - М., 1979.-40 с.

33. Wu X.R., Carlsson Z. Welding residual stress intensity factors for half-elliptical surface cracks in thin and thick plates // Eng. Fract. Mech. - 1984. V. 19. - N 3.-P. 407-426.

34. Terada H., Nakajama T. Analysis of stress intensity factors of a crack approaching welding bead // Int. J. Fract. - 1985. - V. 27. - N 2. - P. 83-90.

35. Карзов Г.П., Леонов В.П., Тимофеев Б.Т. Сварные сосуды высокого давления. - Л.: Машиностроение, 1982. - 287 с.

36. Махненко В.И., Касаткин О.Г., Починок В.Е. Расчеты надежности сварных соединений и конструкций // Надежность и долговечность машин и сооружений. - 1984. - Вып. 6. - С. 36-42.

37. Гиренко B.C., Кирьян В.И. Анализ влияния остаточных напряжений на прочность сварных соединений // Автоматическая сварка. - 1975. — № 12. - С. 1-5.

38. Formby O.L., Griffiths J.R. The role of residual stress in the fracture of steel // Resid. Stress Weld. Constr. And Eff. / Int. Conf., London, 1977. - Abington, 1978. -V. l.-P. 359-374.

39. Chell G.G. Vilter V. The J-integral as a fracture criterion: perhaps it doesn't mean what you thought it mean // Int. J. Fract. - 1977. - N 3. - P. 882-886.

40. Лепихин A.M., Козлов А.Г., Москвичев B.B. Прогнозирование надежности элементов сварных металлических конструкций по критериям механики разрушения // Металлические конструкции для работы в суровых климатических условиях. - Красноярск: Красноярский ПромстройНИИпроект, 1982.-С. 38-52.

41. Злочевский А.Б. Расчетные модели долговечности элементов конструкций в связи с развитием усталостной трещины // Строительная механика и расчет сооружений. - 1989. - № 2. - С. 11-15.

42. Лукьянов В.Ф., Напрасников В.В., Виноградова Г.Ю. Расчетная модель для оценки характеристик надежности и долговечности сварных соединений на

основе методов теории случайных процессов // Проблемы прочности. - 1989. - № 4.-С. 99-104.

43. Москвичев В.В., Лепихин А.М. Структурно-элементная система расчетов прочности и надежности сварных металлоконструкций экскаваторов // Прочность и надежность экскаваторов для открытых горных работ. - Якутск: ЯНЦ СО АН СССР, 1990. - С. 98-107.

44. Тамура X., Ямадзаки Я., Коно К. Сварка сталей, используемых при низких температурах / Пер. с японск. - М.: Машиностроение, 1978. - 161 с.

45. ГОСТ Р 50599-93. Сосуды и аппараты стальные сварные высокого давления. Контроль неразрушающий при изготовлении и эксплуатации. - М.: Госстандарт России, 1993. - 27 с.

46. ОСТ 26-291-94. Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия. - М.: НПО ОБТ, 1994. - 336 с.

47. ПБ 03-584-03. Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных. - М.: ГУП НТЦ Промышленная безопасность, 2003. - 104 с.

48. Пособие по методам контроля качества сварных соединений металлических конструкций и трубопроводов, выполняемых в строительстве (к СНиП III-18-75) / ЦНИИПроектстальконструкция им. Мельникова. - М.: Стройиздат, 1988.- 159 с.

49. Правила контроля сварных соединений элементов локализующих систем безопасности атомных станций. ПНАЭ Г-10-032-92: Нормативный документ. - М.: НТЦ ЯРБ, 2000. - 15 с.

50. Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля. ПНАЭ Г-7-010-89. Нормативный документ. - М.: НТЦ ЯРБ, 2000. - 113 с.

51. РД 153-34.1-17.461-00. Методические указания по капиллярному контролю сварных соединений, наплавок и основного металла при изготовлении, монтаже, эксплуатации и ремонте объектов энергетического оборудования. - М.: РАО «ЕЭС России», 2000. - 94 с.

52. ГОСТ 23055-78. Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля. - М.: Госстандарт России, 1994. - 14 с.

53. СТО Газпром 2-2.4-083-2006. Инструкция по неразрушающим методам контроля при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. - М.: ОАО «Газпром», 2006. - 195 с.

54. Шокин Ю.И., Москвичев В.В., Лепихин A.M. Вероятностные модели технологической дефектности сварных соединений. - Препринт ВЦ СО АН СССР. - Красноярск, 1988. - №8. - 20 с.

55. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности / В.А. Винокуров, С.А. Куркин, Г.А. Николаев; Под ред. Б.Е. Патона - М.: Машиностроение. 1996. - 576 е.: ил.

56. Трещиностойкость и механические свойства конструкционных материалов технических систем / В.В. Москвичев, H.A. Махутов, А.П. Черняев и др. - Новосибирск: Наука, 2002. - 334 с.

57. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. - М.: Наука, 1974. -

640 с.

58. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. -М.: Наука, 1985.-503 с.

59. Плювинаж Г. Механика упругопластического разрушения: Пер. с франц. - М.: Мир, 1993. - 450 е., ил.

60. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик вязкости разрушении (трещиностойкости) сварных соединений при статическом нагружении. Методические рекомендации MP 170-85.-М.,ВНИИМАШ, 1985.

61. Матвиенко Ю.Г. Модели и критерии механики разрушения. - М,: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 328 с.

62. Махутов H.A., Москвичев В.В., Козлов А.Г., Цыплюк А.Н. Расчеты на трещиностойкость и эффекты пластического деформирования при наличии

коротких трещин (обзор) // Заводская лаборатория. - 1990. - №3. - Т. 56. - С. 4856.

63. Махутов H.A., Москвичев В.В., Козлов А.Г. Экспериментальное определение энергетического критерия J // Заводская лаборатория. - 1982. - №3. -Т. 56.-С. 69-75.

64. Turner С.Е. The J-estimation curve, R-curve, and tearing resistance concepts leading to a proposal for a J-based design curve against fracture // Fitness Purpose Valid. Weld. Constr.: Int. Conf., London, 1981. - Abington, 1982. - V. 1. - P. 17/117/10.

65. Лепихин A.M., Москвичев B.B., Доронин C.B. Надежность, живучесть и безопасность сложных технических систем // Вычислительные технологии. -2009. - №6. - Т. 14. - С. 58-70.

66. Махутов H.A., Москвичев В.В., Козлов А.Г., Сухоруков C.B. Расчет на трещиностойкость плоских элементов конструкций с использованием J-интеграла // Проблемы прочности, - 1988. - №8. -С. 3-14.

67. Москвичев В.В., Доронин C.B. Оценка и оптимизация долговечности и надежности при ресурсном проектировании сварных конструкций // Завод, лаб. -1996. -№3.- С. 38-42.

68. Лепихин A.M., Махутов H.A., Москвичев В.В., Черняев А.П. Вероятностный риск-анализ конструкций технических систем. - Новосибирск: Наука, 2003.- 174 с.

69. Прохоров H.H. Физические процессы в металлах при сварке. - М.: Металлургия, 1976. - Т. 2. - 600 с.

70. Гривняк И. Свариваемость сталей. - М.: Машиностроение, 1981. - 216 с.

71. Талыпов Г.Б. Сварочные деформации и напряжения. - Л.: Машиностроение, 1973. - 280 с.

72. Бакши O.A. Механическая неоднородность сварных соединений. -Челябинск: ЧПИ, 1983. -56 с.

73. Бакши O.A. Шрон Р.З. Прочность при статическом растяжении сварных соединений с мягкой прослойкой // Сварочное производство. - 1962. - № 5. -

С. 6-10.

74. Когут Н.С., Шахматов М.В., Ерофеев В.В. Несущая способность сварных соединений. - Львов. Свит, 1991. - 184 с.

75. Лепихин A.M. Прогнозирование надежности сварных соединений по критериям механики разрушения: Автореф. дис. ... канд. техн.наук. - Якутск: ИФТПС, 1987.-20 с.

76. Mackerle J. Finite element analysis and simulation of welding: a bibliography (1976-1996) //Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. - 1996. - Vol. 4 - P. 501-533.

77. Mackerle J. Finite element analysis and simulation of welding - an addendum: a bibliography (1996-2001) // Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. - 2002. -Vol. 10-P. 295-318.

78. Li X. A study of fatigue crack growth and crack closure in mechanical heterogeneous welded joints / X. Li, H. Zhu, X. Tian // Eng. Fract. Mech. - 1996. - V. 55-N4-P. 689-697.

79. Kawabata Т., Mechanical discussion on 950MPa class steel plate welded joint for penstock. Report 2: Effect of welding conditions on brittle fracture behavior and fracture assessment / T. Kawabata, H. Sakaibori, K. Onishi, M. Mochizuki // Conference on High Strength Steels for Hydropower Plants. - Takasaki, 2009.

80. Ma W. A J-integral analysis of cracks in overmatched welded joints / W. Ma, S. Zhang, X. Tian // Acta Metallurgica Sinica (English Edition). - 1989. - Series В - V. 2-N1-P. 48-54.

81. Zhang J.X. Factors affecting the estimation of fracture mechanics parameters of center-cracked weldment / J.X. Zhang, Y.W. Shi, M.J. Tu // Eng. Fract. Mech. -1995. - V. 50. - N 4. - P. 537-543.

82. Shi Y. Effects of weld strength undermatch on fracture toughness of HAZ notched weldments in a HSLA steel / Y. Shi, Z. Han, J. Fu // Int. J. of Fract. - 1998. - N 91.-P. 349-358.

83. Francis, M. Probabilistic analysis of weld cracks in center-cracked tension specimens / M. Francis, S. Rahman // Computers and Structures. - 2000. - № 76. - P. 483-506.

84. Thaulow, С. Constraint effects on crack tip stress fields for cracks located at the fusion line of weldments / C. Thaulow, Z.L. Zhang, M. Hauge, W. Burget, D. Memhard // Computational Materials Science. - 1999. - № 15. - P. 275-284.

85. Fu J. Mechanical heterogeneity and validity of J-dominance in welded joints / J. Fu, Y. Shi //Int. J. ofFract. -2000. -N 106. - P. 311-320.

86. Kozak D. Application of J-integral to strength overmatch welded structures / D. Kozak, A. Sedmak, G. Adziev, N. Gubeljak // 6th International Research/Expert Conference Trends in the Development of Machinery and Associated Technology. -Neum, B&H. - 2002.

87. Yan X. Study of the effect of mechanical property nonhomogeneity in a weld-joint nonhomogeneous body on the J-integral using a finite element method // Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. - 2005. - N 13 - P. 595-608.

88. Chang, J.H. Evaluation of energy release rate for a planar crack in heterogeneous media / J.H. Chang // International Journal of Fracture. - 1995. - N 74. -P. 163-179.

89. Broeckmann, C. Influence of coarse hard particles on crack tip parameters at elevated temperature / C. Broeckmann, O. Liisebrink // Computational Materials Science. - 1998,-N 13.-P. 8-15.

90. ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004.

91. ГОСТ 19281-89. Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия. - М., 2003.

92. ГОСТ 5639-82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2003.

93. ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1993.

94. ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств. - М.: Стандартинформ, 2006.

95. ГОСТ 25.506-85. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. - М., 2005

96. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания на растяжение. - М.: Стандартинформ, 2008.

97. Степнов М.Н. Вероятностные методы оценки характеристик механических свойств материалов и несущей способности элементов конструкций - Новосибирск: Наука, 2005. - 342 с.

98. Zheng Y. Path-independent integral for heterogeneous media with respect to field discontinuities/ Y. Zheng, S.W. Chang, Z. Yuan // Computational Materials Science. - 2000. -N 18. -P. 212-224.

99. Карзов Г.П., Марголин Б.З., Швецова B.A. Физико-механическое моделирование процессов разрушения - СПб.: Политехника, 1993. - 391 е.: ил.

100. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. - М.: Машиностроение, 1981. - 272 с.

101. Rahman S. Multi-scale fracture of random heterogeneous materials // Ships and Offshore Structures. - 2009. - V. 4. - N 3. - P. 261-274.

102. Kozak D. Mechanical heterogeneity and geometry effects on yield load solutions / D. Kozak, N. Gubeljak // Manufacturing engineering. - 2007. - N 7. - P. 75-78.

103. Kozak D. Spreading of plastic zones by heterogeneous fracture toughness specimens cracked in the HAZ / D. Kozak, N. Gubeljak, F. Mateicek, M. Oblak // 1st Int. Conf. on Advanced Technologies for Developing Countries. - Croatia. - 2002. -xxx c.

104. Kolednik O. The yield stress gradient effect in inhomogeneous materials // Int. J. of Solids and Structures. - 2000. - N 37 - P. 781-808.

105. Lemmen H.J.K. Influence of local yield strength and residual stress on fatigue in friction stir welding / H.J.K. Lemmen, R.C. Alderliesten, R.R.G.M. Pieters,

R. Benedictus, J.A. Pineault // 49th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference. - Schaumburg, IL. - 2008. - 22 c.

106. C.F. Shih, B. Moran and T. Nakamura. Energy release rate along a three-dimensional crack front in a thermally stressed body//International Journal of Fracture. - 1986.-V. 30.-P. 79-102.

107. Морозов E.M., Муйземнек А.Ю., Шадский А.С. ANSYS в руках инженера: Механика разрушения. - М.: ЛЕНАНД, 2008. - 456 с.

108. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений: В 2-х томах. Т. 1. Пер. с англ. / Под ред. Ю. Мураками. - М.: Мир, 1990. - 448 е., ил.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)

Макрос к конечно-элементному пакету АЫ8У8 для учета структурно-механической неоднородности сварных соединений

! Исходные данные

youngmodulus

poi ssonration

matnumoffset

zonecount

hardeningpower

yieldstressrange

2.lell 0.3 1 5

0.16 2

Модуль упругости коэффициент Пуассона

Отступ нумерации в базе материалов для структурно-неоднородных конечных элементов Количество точек кусочно-линейной функции распределения среднего предела текучести Показатель деформационного упрочнения

Ширина разброса предела текучести (+/- два стандартных отклонения)

! Массив координат точек кусочно-линейной функции распределения среднего предела текучести *DIM,stvar,ARRAY,zonecount,2

stvar(l,l) = -25e-3,-7e-3,Oe-3,7e-3,25e-3 ! Координаты x (расстояние от центра шва)

stvar(1,2) = 397е6,406е6,420е6,406еб,397е6 ! Координаты у (средний предел текучести)

! Массивы коэффициентов кусочно-линейной функции распределения среднего предела текучести

-dim,аг rayk,array,zonecount+1 *dim,аггаус,array,zonecount arrayk(l) = 0 arrayk(zonecount+l) = 0 -DO,i,2,zonecount

arrayk(i) = (stvar(i,2)-stvar(i-l,2))/(stvar(i,1)-stvar(i-1,1))

*ENDDO

"DO,i,1,zonecount

arrayc(i) = (arrayk(i+l)-arrayk(i))/2

"enddo

! Распределение предела текучести в конечно-элементной модели

см,piastelements,ELEM

*get,elementcount,elem, .count -dim,arrayг,ARRAY,elementcount,2 random,elementcount,1 -do,i,1,elementcount

*GET,elementmin,ELEM,,num,min

*GET,elementy,ELEM,elementmi n,CENT,Y

Создание компонента с выбранными конечными элементами, для которых будет задаваться распределение Определение количества выбранных элементов Создание массива со случайными числами Генерация случайных чисел с помощью макроса random.mac Запуск цикла генерации по выбранным конечным элементам

Определение координаты конечного элемента относительно центра сварного шва

! Расчет среднего предела текучести в зависимости от координаты yieldstressmean = О *DO,j,l.zonecount

yieldstressmean = yieldstressmean+(arrayc(j)*ABS(elementy-stvar(j,1)))

*ENDDO

Yi eldstressmean = yi eldstressmean+(stvar(1,2)+stvar(zonecount,2))/2

yieldstressdev yieldstressmin yieldstressmax

= yi eldstressmean*yieldstressvar

= yieldstressmean-(yieldstressrange*yieldstressdev) = yieldstressmean+Cyi eldstressrange*yi eldstressdev)

Расчет стандартного отклонения Минимальный предел текучести Максимальный предел текучести

! Генерация случайного предела текучести с помощью преобразования Бокса-мюллера

loopflag = 1

*DOWHiLE,loopflag

randyieldstress = yieldstressmean+cos(2*ACOS(-l)*arrayr(i, 1))*SQRT(-2*LOG(arrayr(i ,2)))*yieldstressdev *if,randyieldstress.GE,yieldstressmin,and,randyieldstress,le,yieldstressmax,exit random,1,i

*enddo

MP,EX,matnumoffset+i,youngmodul us MP,nuxy,matnumoffset+i,poi sson rati on ТВ,nliso,matnumoffset+i,,,power tbdata,1,randyi el dstress

Задание модуля упругости Задание коэффициента Пуассона Задание степенного закона упрочнения Задание предела текучести

tbdata,2,hardeni ngpower

MPCHG,matnumoffset+i,elementmi n

! Задание показателя деформационного упрочнения ! Задание материала элемента

ESEL,и,ELEM,,elementmi n

*ENDDO ALLSEL

! Создание таблицы элементов с распределением предела текучести в конечно-элементной модели

/POST1

etable,yi eldstress

cmsel,s,piastelements

-get,elementcount,elem,,count

*DO,i,1,elementcount

*GET,elementmi n,ELEM,,NUM,MIN

*get,materi alnumber,elem,elementmi n,attr,mat

*if,materi alnumber,gt,matnumoffset,then

*get,yi eldstress,NLiso,materi alnumber,temp,0,const,1

*else

*SET,yieldstress,0

*endif

detab , el ementmi n,yi eldst ress,yi eldst ress esel,и,elem,,elementmi n

*ENDDO ALLSEL

! макрос random.mac для вызова программы random.exe и чтения случайных чисел в массив arrayr из файла random.txt

/SYP,random.ехе,arg1,'> random.txt'

*vread,arrayr(arg2,1),random.txt,,jik,2,arg1

(2E22.4)

! программа random.exe на языке Pascal для генерации случайных чисел и записи их в файл random.txt

program randomansys; var

a,b: real;

i,count,code: 1ongi nt; begi n

randomi ze;

val (Paramstr(1),count,code) ; if count=0 then count:=l; for i:=l to count do begi n

a := random; b := random; writeln(a.b) ; end; end.

"У1* V

-л«

РосеийЖам

Сибирской Отделение"5

вгШ

Фощха л г оритмшв

М№

у р

■> XX

ш

0(1)

>0»

АХ

УЖ*

к <\>1 \ л^

1 /

'I

■гйМ

ш

№

Ж

I?

,.чт г

(*<

(¡Я РСТ

.И

^ >

V, л^

У'

ш

¡/ГЪ*

'г

\\ V

«Г?

ЧК

/ («чч4

о РШ1051*

Макрб|^ пакет у|АЧ$8У 81

ь^дМ;Хчеа^®|стурно-механической^ /

ж

^ № неоднородности металла при расчете ^^т^е!ЦИНостоищсти сварных соединени. ^

¿го

/«(I тЬ

У г г

/ ,-ГЬ ^ I Л

уч4^ 1 /

да

¡'ЗаяЕитйш^ -^¿1|ЩсСпецйальное конструкторско-технологическое^

^¿■ч^-пГГ

ьМ«' бюро "Наука" КНЦ СО РАН

.-¿дата1'регистрации: 2011-10-28

№

Л ^ I1 '

' К

1?.4Н

КО .

ш:

ФЛП СО РЛГ1 хчрс;кчеи но'.'ьлит. 11,

ЬидапыЬ ВН1Ш > : - '

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное)

Акты внедрения диссертационной работы

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «КРАСНОЯРСКИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ЗАВОД»

660123, Российская Федерация, Красноярский край, г. Красноярск, проспект имени газеты Красноярский рабочий, д. 29

Тел. [phone]

Факс: [phone]

E-mail: [e-mail] Web-site: http://www.krasm.com

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы Е.В. Москвичева «Оценка трещиностойкости конструкций с учетомструктурно-механической

неоднородности сварных соединений»

1. Результаты диссертационной работы Е.В. Москвичева, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук, являются составной частью научно-исследовательской, опытно-конструкторской работы «Исследование прочности и живучести несущих конструкций для оборудования цифрового телерадиовещания и спутниковой связи в экстремальных условиях эксплуатации», выполненной Отделом «Информационные технологии и методы риск-анализа» СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН по заказу ОАО «Красмаш» (2011-2012 гг.). Москвичев Е.В. являлся исполнителем данной работы по разделу «Оценка трещиностойкости сварных соединений».

2. В рамках проекта III.20.3.4 «Методы анализа живучести и разрушений повреждаемых конструкций при аварийных нагрузках и критерии защищенности технических систем от тяжелых катастроф» по программе СО РАН III.20.3 «Исследование многоуровневых процессов деформирования и разрушения неоднородных материалов и конструкций, живучести и аварийных ситуаций технических систем», по заданию ОАО «Красмаш» Москвичев Е.В. выполнил комплекс экспериментальных исследований характеристик трещиностойкости сварных соединений сталей 09Г2С и 12Х18Н10Т. Сварные соединения изготовлены по штатной технологии ОАО «Красмаш», применяемой при производстве техники специального назначения. По результатам испытаний определены характеристики механических свойств и трещиностойкости различных зон сварных соединений. Полученные данные использованы при проведении

расчетов на трещиностойкость сосуда высокого давления.Учет структурно-механической неоднородности в расчетной модели сварных соединений позволил обеспечить более корректные оценки сопротивляемости сварных соединений сталей 09Г2С и 12Х18Н10Т.

Экономический эффект от внедрения результатов работы достигается за счет повышения качества и увеличения срока службыизготовляемой продукции.

Заместитель генерального директора -директор по инновационному развитию

С.Г. Богданов

РЖДАЮ директор 6ЭРА» В.В. Демидов 2013 г.

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы Е.В. Москвичева «Оценка трещиностойкости конструкций с учетом структурно-механической

неоднородности сварных соединений»

При проведении работ по оценке технического состояния и остаточного ресурса потенциально опасных объектов контролируемых структурами Ростехнадзора, экспертной организацией ООО НПО «СибЭРА» используются результаты диссертационной работы Е.В. Москвичева, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Методика уточненного расчета на трещиностойкость сварных соединений с учетом структурно-механической неоднородности, предложенная Е.В. Москвичевым, является составной частью поверочных расчетов на стадии экспертизы технического состояния сварных конструкций различного назначения (резервуары, трубопроводы, сосуды давления, крановые и строительные конструкции), изготовленных из стали 09Г2С. Основу методики составляют экспериментальные результаты, функции распределения критических значений энергетического критерия в форме I-интеграла. Учет структурно-механической неоднородности осуществляется соответствующими поправочными коэффициентами в уравнениях предельных состояний тел с трещинами.

Положительный опыт практического использования предложенного метода расчета позволяет рекомендовать его для включения в нормативные документы по оценке остаточного ресурса сварных конструкций.

Начальник отдела экспертизы промышленной безопасности технических устройств

Начальник лаборатории методов разрушающего контроля

Э.В. Кичалюк

Е.В. Анискович

УТВЕРЖДАЮ Ректор Сибирского

университета,

Е.А. Ваганов & 2013 г.

о внедрении результатов диссертационной работы Е.В. Москвичева «Оценка трещиностойкости конструкций с учетом структурно-механической

неоднородности сварных соединений»

В учебном процессе подготовки инженеров-механиков по специальности «Динамика и прочность машин» в курсах лекций и при проведении практических занятий по дисциплинам «Статистическая обработка экспериментальных данных» и «Статистическая механика и теория надежности» используются результаты научных исследований старшего преподавателя Е.В. Москвичева, полученные при подготовке диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Москвичев Е.В. с отличием закончил в 2006 г. Красноярский государственный технический университет по специальности «Динамика и прочность машин», прошел обучение в аспирантуре по специальности 01.02.06 «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры» под научным руководством д.т.н., профессора A.M. Лепихина. С 2007 года ведет практические и лекционные занятия по указанным дисциплинам. Москвичевым Е.В. разработаны специальные разделы лекционных курсов и практических занятий, посвященные вопросам:

• конечно-элементного моделирования при решении статистических задач ресурсного проектирования конструкций;

• статистической обработки результатов механических испытаний сварных соединений;

• вероятностного моделирования при расчетах живучести и надежности конструкций с исходной технологической дефектностью.

Проректор по научной работе

Заместитель проректора СФУ по учебной работе

Заместитель директора Политехнического института СФУ по научной работе