Разработка методов анализа и проектирования сварочной технологии на основе компьютерного моделирования термодеформированного и структурного состояния сварных конструкций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.06, доктор технических наук Киселев, Алексей Сергеевич

• Киселев, Алексей Сергеевич
• доктор технических наук
• 1999

Оглавление диссертации доктор технических наук Киселев, Алексей Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Современные подходы к моделированию сварочных и сопутствующих процессов.

1.1 .Особенности анализа сварных соединений.

1.2.Принципы и методы компьютерного моделирования.

1.3.Методы решения нелинейной, нестационарной задачи теплопроводности.

1.4.Методы решения задачи термоупругопластического деформирования.

1.5.Компьютерное моделирование структурных превращений.

1.6.Моделирование процессов термообработки.

1.7.Методы оценки технологической прочности сварных конструкций.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Развитие методов решения нелинейных задач теплопроводности и термоупругопластичности применительно к процессам сварки, наплавки и термообработки.

2.1 .Разработка методики решения нелинейных задач нестационарной теплопроводности с учетом структурных превращений при сварке и наплавке на базе метода элементарных тепловых балансов.

2.2.Разработка методики решения нелинейных термоупругопла-стических задач применительно к сварочным процессам с учетом структурных превращений на базе метода конечных элементов.

2.3.Разработка методики моделирования термодеформационных процессов при сварке и наплавке в трехмерной постановке на базе метода суперэлементов.

2.4.Разработка методики расчета НДС конструкций при эксплуатационной нагрузке с учетом предварительного технологического воздействия.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Разработка и верификация программного обеспечения.

3.1.Общие принципы формирования программного комплекса для моделирования сварочных и сопутствующих процессов.

3.2. Структур а ПК «WELD 3D».

3.3.Верификация программного обеспечения и разработанных алгоритмов решения.

3.3.1 .Анализ НДС стыковых соединений при электродуговой сварке и проплавлении пластин.

3.3.2.Исследование технологических процессов электродуговой сварки труб встык.

3.3.3.Исследование тепловых процессов при закалке колес вагонов методом спрейерного охлаждения.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Оценка стойкости сварных соединений против образования горячих трещин с учетом технологических и конструктивных факторов.

4.1 .Разработка расчетно-экспериментальной методики оценки технологической прочности изделий при сварке.

4.2.Анализ влияния технологических параметров электроннолучевой сварки труб из никелевого сплава на сопротивляемость образованию горячих трещин.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Анализ термодеформационных процессов, структурных превращений при термической обработке, наплавке и других технологических и эксплуатационных воздействиях на железнодорожные колеса.

5.1 .Разработка методических положений компьютерного моделирования технологических и эксплуатационных процессов, связанных со спецификой железнодорожных колес.

5.2.Компьютерное моделирование термодеформационных процессов и структурных превращений в колесах при их закалке и отпуске.

5.3.Моделирование НДС колес при восстановлении их наплавкой.

5.4.Моделирование кинетики НДС колеса при эксплуатационных нагрузках.

Выводы по главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов анализа и проектирования сварочной технологии на основе компьютерного моделирования термодеформированного и структурного состояния сварных конструкций»

Процессы сварки, высокотемпературной резки, наплавки, термообработки широко используются при создании ответственных конструкций. К ним можно отнести корпуса и элементы оборудования атомных станций, трубопроводы во всех отраслях промышленности, подвижной состав железнодорожного транспорта, корпуса автомобилей и кораблей, станины прессов и прокатных станов и многое другое. Без применения процессов сварки изготовление большинства перечисленных конструкций было бы практически невозможно. Вместе с этим использование процессов сварки и наплавки приводит к возникновению ряда проблем, связанных с механической неоднородностью сварных соединений. Неоднородность сварных соединений - наиболее существенный фактор, определяющий несущую способность сварного соединения и, в конечном итоге, всей сварной конструкции в целом. Не случайно более 80% от объема неразру-шающего контроля ответственных конструкций приходится на сварные соединения. Одной из основных задач сварочной науки является снижение неоднородности сварного соединения и получение максимально равнопрочной конструкции за счет оптимизации конструктивно-технологических параметров сварочных процессов. Поскольку реально добиться 100-процентной равнопрочности невозможно, другой важнейшей задачей является правильная оценка прочности сварных соединений и принятие обоснованных нормативных характеристик с учетом всех особенностей сварных конструкций, как на стадии изготовления, так и на стадии эксплуатации. Возникновение неоднородности обусловлено сложными физикохимическими и термодеформационными процессами, протекающими при сварке и наплавке. Влияние этих процессов на качество сварных конструкций многообразно. Оно выражается в изменении механических свойств и химического состава металла в зоне технологического влияния, в возникновении упругих и пластических деформаций и высоких временных и остаточных напряжений, в появлении специфических для сварных соединений форм концентраторов напряжений и деформаций. При определенных условиях сочетание отрицательных факторов может привести к разрушению конструкции уже на стадии изготовления или к появлению крупного дефекта, исключающего последующую эксплуатацию изделия или требующего проведения дорогостоящих ремонтных работ. Кроме этого разработанные к настоящему времени технологические процессы сварки не гарантируют отсутствия дефектов, таких как поры, непровары, несплавления. Поэтому вопросы контроля сварных соединений являются очень важными и в этих вопросах достигнуты большие успехи. Современные методы контроля и созданные в последнее время автоматизированные системы контроля на основе компьютеров позволяют с высокой степенью надежности обнаруживать дефекты в сварных соединениях. Однако выявление дефекта и определение его типа и размеров является лишь промежуточным звеном при оценке работоспособности изделия. Для обоснованного принятия решения о несущей способности конструкции при наличии неоднородности или дефектов необходимо применять современные расчетные и экспериментальные методы. Кроме этого, контроль проводится на уже созданных и работающих конструкциях. Важно иметь возможность оценить прочность сварной конструкции еще на стадии проектирования как самой конструкции, так и технологии ее изготовления, с учетом всех перечисленных выше особенностей и различного сочетания возможных эксплуатационных нагрузок, накладывающихся на остаточные технологические.

Возможности экспериментального определения временных и остаточных напряжений и деформаций при наличии в объекте сложного трехмерного НДС ограничены. Во многих случаях они связаны с повреждением конструкции, что недопустимо для сложных, дорогостоящих или действующих изделий. Применение неразрушающих методов измерений позволяет измерять остаточные деформации и напряжения на поверхности деталей на удалении от зон высокого нагрева, хотя во многих случаях наиболее опасные зоны сварных соединений находятся в глубине металла. Экспериментальные методы дают достоверную, но неполную информацию (в малом числе точек), кроме этого они часто не позволяют выявить влияние отдельных факторов процесса сварки на кинетику НДС. Поэтому наиболее перспективными для прогнозирования несущей способности сварных конструкций с учетом всех их особенностей можно считать современные методы компьютерного моделирования, а экспериментальные использовать для их верификации и определения исходных данных.

Таким образом, развитие методов компьютерного моделирования при проектировании технологических процессов сварки и сопутствующих процессов представляется актуальным.

Разработке расчетных методов оценки прочности и напряженно-деформированного состояния (НДС) сварных соединений посвящены работы многих российских и зарубежных ученых. Следует отметить труды Е.О.Патона, Г.А.Николаева, Н.Н.Рыкалина, Н.О.Окерблома,

B.А.Винокурова, А.Г.Григорьянца, Г.П.Карзова, Э.Л.Макарова,

C.А.Куркина, О.А.Бакши, Р.З.Шрона, В.Н.Земзина, Л.А.Копельмана, Н.Н.Прохорова, А.А.Углова, В.М.Сагалевича, С.Н.Киселева и др. Хорошо понимая физико-механические явления, протекающие в сварных соединениях, многие из перечисленных ученых стали в дальнейшем руководителями разработок наиболее перспективных в настоящее время компьютерных методик расчета напряженно-деформированного состояния и оценки прочности конструкций. В.И.Махненко, В.А.Кархин, Б.З.Марголин, В.В.Аладинский, А.С.Куркин, А.В.Вершинский и др. создали ряд мощных вычислительных комплексов на основе современных численных методов. Применение подобных методов позволило весьма подробно изучать термомеханическое поведение сварных конструкций, вводя все более и более совершенные математические модели. Однако некоторые существенные проблемы моделирования к настоящему времени не решены.

Одним из основных сопутствующих процессов, приводящих к снижению отрицательного воздействия сварки на изделия, является термообработка. Процессы, протекающие при термообработке, имеют идентичную физическую природу процессам при сварке, но не включают процессы плавления и кристаллизации металлов. При термообработке, так же, как и при сварке, имеют место процессы структурных и фазовых превращений, неравномерного нагрева и образования остаточных деформаций и напряжений. В трудах ряда авторов: Н.П.Морозова, В.А.Винокурова, НА.Адамовой, В.Е.Лошкарева, А.М.Покровского и др. вопросы кинетики напряженно-деформированного и структурного состояния при различных видах термообработки изучены весьма подробно и глубоко. В настоящее время при оценке работоспособности конструкций возникает необходимость в исследовании кинетики НДС и структурных превращений в случае воздействия сварочных источников теплоты на конструктивные элементы с начальным НДС и структурным составом, образовавшимся при термообработке и последующих эксплуатационных воздействиях. Можно отметить отставание в изучении процессов структурных и фазовых превращений применительно к сварным конструкциям, хотя они имеют большое значение для проведения корректной оценки работоспособности и стабильности формы сварных конструкций.

Математическое моделирование процессов, происходящих при сварке, наплавке, термообработке должно проводиться на базе решения трех основных задач:

- нелинейной нестационарной задачи теплопроводности;

- структурной задачи;

- термомеханической задачи в упруговязкопластической постановке.

Первые две задачи непосредственно взаимосвязаны и не могут решаться отдельно друг от друга. Третья задача, строго говоря, также связана с первыми, поскольку пластическое деформирование тела вызывает изменение его температуры. Однако это изменение мало по сравнению с процессами распространения тепла от концентрированных сварочных источников. Поэтому деформационная задача обычно рассматривается отдельно от температурно-структурной, т.е. результаты ее решения не влияют на распределение температур. Решение перечисленных задач осложняется необходимостью учета зависимости теплофизических и механических свойств материала от температуры и структуры, которые меняются в очень широких пределах. При решении температурной задачи необходимо учитывать скрытую теплоту структурных и фазовых превращений, скорость охлаждения различных точек модели и максимальную температуру их нагрева, различный структурный состав в каждой точке модели.

Применяя численные методы, исследователи обычно пытаются свести схему решения задачи к двумерной, например, осесимметричной, плоского напряжения, плоской деформации, плоского слоя. Это связано с очень большим ростом (в сотни и тысячи раз) затрат ресурсов ЭВМ и времени счета при использовании объемной схемы решения, которая наиболее полно соответствует реальному процессу. При этом исследователи вводят допущения об одновременной укладке шва и пренебрегают распространением потоков тепла в направлении движения сварочного источника теплоты. Такое предположение считается корректным при быст-родвижущихся источниках теплоты для зон сварного соединения, удаленных от начала и конца шва. Однако к настоящему времени еще не получено количественных оценок возможности такого перехода и погрешности результатов двумерных решений по сравнению с трехмерным. В последнее время для анализа сложных трехмерных конструкций применяется метод суперэлементов, являющийся надстройкой к методу конечных элементов и позволяющий сократить объем вычислений при наличии в конструкции повторяющихся частей. Поскольку при моделировании процесса сварки приходится рассматривать процесс укладки протяженного шва, в большинстве сварных соединений такая повторяемость присутствует. Поэтому применение метода суперэлементов для моделирования термодеформационных технологических процессов при сварке и наплавке представляется перспективным.

Актуальным является распространение численных методов расчета сварных конструкций на трехмерную область. Это позволит провести моделирование ранее не исследованных зон сварных соединений, обосновать применение плоских схем решения и на этой основе назначать оптимальные с позиций работоспособности конструктивно-технологические параметры процессов сварки, наплавки и термообработки.

Научные исследования по теме диссертационной работы проведены в рамках плана фундаментальных исследований Российского Научного Центра «Курчатовский институт», международной программы по оценке прочности корпусов реакторов «FALSIRE», проекта №774 Международного Научно-технического Центра, плана основных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ МПС РФ, а также межвузовских программ "Сварочные процессы" на 1992-99г.г. На защиту выносятся следующие основные положения:

- Методика анализа термодеформационных процессов и структурных превращений при сварке, термообработке и наплавке на основе разработанных алгоритмов расчета температурно-структурных полей и НДС сварных конструкций с использованием уточненной физической модели материала, учитывающей наличие смеси структур в каждой точке тела;

- Методика расчета сварных соединений в трехмерной постановке на основе метода суперэлементов;

- Методика анализа кинетики НДС, а также структурных и фазовых превращений в сварных конструкциях при последовательном воздействии термообработки, сварки и эксплуатационных нагрузок;

- Расчетно-экспериментальная методика оценки склонности к образованию горячих трещин материалов и изделий с учетом технологических и конструктивных факторов на основе введения критериев накопления деформаций в локальных зонах;

- Результаты анализа термодеформационных процессов в двумерной и трехмерной постановке при однопроходной электродуговой сварке пластин и труб встык;

- Результаты анализа термодеформационных процессов и структурных превращений при термообработке, наплавке и эксплуатационных воздействиях на цельнокатаные колеса железнодорожного транспорта;

Научная новизна работы:

1.Развитие расчетных методов анализа и проектирования сварочной технологии необходимо проводить в следующих направлениях: а) совершенствования методов моделирования кинетики структурных превращений при сварке для оценки структурного состояния сварных конструкций; б) совершенствования физической модели материала в расчетах тепловых и деформационных процессов, учитывающая возможное наличие различных структурных составляющих или их смесей в каждой точке модели для уточнения результатов расчета; в) разработки методов трехмерного моделирования термодеформационных процессов при сварке, снимающих ограничения, присущие двумерным моделям, на типы конструкций и режимы технологических процессов.

Разработана специализированная методика, позволяющая моделировать кинетику структурных превращений в изделиях при сварочном технологическом воздействии с использованием термокинетических диаграмм металлов, а также решать термодеформационные упругопластиче-ские задачи в трехмерной постановке на стандартных персональных компьютерах с использованием суперэлементного подхода и физической модели материала, учитывающей возможное наличие различных структурных составляющих и их смесей в каждой точке модели.

2. Установлено, что для оценки стойкости сварных соединений против горячих трещин(ГТ), в зависимости от зоны их образования, целесообразно использовать следующие деформационные критерии: для сварного шва наиболее информативными являются компоненты собственных деформаций, накапливаемых в температурном интервале хрупкости, ориентированные вдоль и поперек оси шва, в околошовной зоне - интенсивность пластических деформаций, накопленных в ТИХ. На базе этих критериев разработана расчетно-экспериментальная методика, позволяющая получить количественные данные для перехода от оценки стойкости материалов против ГТ на пробах к оценке технологической прочности реальных сварных конструкций.

3. На основании решения задачи о проплавлении тонких листов в трехмерной постановке для источника теплоты, движущегося с конечной скоростью, установлено, что причиной изменения величины и знака временного и остаточного прогибов пластин при постоянном режиме сварки и способе закрепления являются малые, в пределах толщины листа, начальные отклонения от плоской формы. При наличии начального прогиба «вверх» (с приближением к сварочному источнику) перемещения кромки пластины из плоскости на стадии сварки имеют синусоидальный, со сменой знака характер, а на стадии остывания непрерывно возрастают. При наличии начального прогиба «вниз» эти перемещения на стадии сварки монотонно возрастают, а на стадии остывания - убывают. Остаточные значения прогиба существенно ниже, чем в первом случае. При наличии начального «скручивания» листового элемента в процессе сварки и остывания форма пластины изменяется в сторону увеличения начального отклонения.

4. Применение гипотезы об одновременной укладке шва и решение задачи о расчете напряжений при сварке кольцевых швов труб в осесимметричной постановке дает погрешность по значениям максимальных напряжений в сварном шве не более 5% по сравнению с решением в трехмерной постановке во всем диапазоне рассмотренных скоростей сварки (0.2 - 1.2 см\с). В зоне, прилегающей к шву, погрешность расчета окружных (продольных) напряжений может достигать 50%, однако она идет в запас прочности. Исследование процесса пространственного деформирования труб при сварке можно проводить только в трехмерной постановке.

5. Расчетным путем показано, что при электронно-лучевой сварке труб из никелевого сплава наличие сложной формы проплавления в сочетании с низкой теплопроводностью и высокой жаропрочностью обусловливает высокий уровень накопления растягивающих деформаций в ТИХ в направлении толщины стенки трубы в околошовной зоне, что является причиной образования ГТ. С увеличением толщины труб накопленная в ТИХ деформация изменяется и имеет максимум при толщине 18 мм. При увеличении погонной энергии сварки максимум деформации, накопленной в ТИХ, смещается из «подгрибковой» зоны в середину шва. С увеличением скорости сварки величина этого критерия возрастает, что означает увеличение вероятности образования ГТ.

Методы исследования:

Моделирование термодеформационных процессов в конструкциях проведено численными методами элементарных тепловых балансов, конечных элементов и суперэлементов с учетом физической нелинейности с помощью специально разработанных программных комплексов. При экспериментальных исследованиях использованы методы тензометриро-вания, магнитоупругий, лазерной интерферометрии. Для получения дилатометрических характеристик и построения диаграмм анизотермического распада аустенита использовался компьютерный анализатор материалов КАМАТ-ГАНГ.

Практическая ценность и результаты работы:

1. Совместно с проф. Куркиным А.С. (кафедра сварки МГТУ им. Н.Э.Баумана) разработан программный комплекс "Сварка", обеспечи

14 вающий моделирование напряженно-деформированного состояния и оценку статической прочности в процессе изготовления и эксплуатации сварных конструкций на основе метода конечных элементов. Комплекс передан для использования в ряд организаций Москвы, Свердловска, Краматорска, Ростова-на-Дону, Волгодонска и Тулы.

2.Для моделирования кинетики НДС при сварке и сопутствующих технологических процессах в трехмерной постановке совместно с Киселевым Александром Сергеевичем (РНЦ «Курчатовский институт») разработан программный комплекс "WELD3D"

3. Разработано программное обеспечение для оценки опасности возникновения горячих трещин в сварных конструкциях по результатам расчета НДС с применением указанных выше комплексов.

4. Проведен численный анализ ряда изделий при различных сочетаниях конструктивно-технологических параметров процессов изготовления и эксплуатации. Обоснованы рекомендации по выбору рациональных режимов технологических процессов.

5. На основе проведенных исследований внесены изменения в нормативную документацию на изготовление, поставку и ремонт наплавкой ЦКК вагонов. В работе представлены соответствующие документы.

Заключение диссертации по теме «Технология и машины сварочного производства», Киселев, Алексей Сергеевич

12. Результаты работы внедрены в производство. Разработан проект «Технических условий на поставку цельнокатаных колес для скоростного движения». Выпущено «Извещение об изменении ТУ 0941-044-0112432896; Бандажи черновые из непрерывно литой заготовки углеродистой стали для подвижного состава железных дорог широкой колеи». Изменение утверждено ГОССТАНДАРТОМ РФ и внесено РЕЕСТР за номером 200X013675V01. Дан ряд конкретных рекомендаций по корректировке технологии изготовления цельнокатаных колес. Соответствующие документы прилагаются к диссертации. Полученные в диссертации результаты явились существенной частью научного обоснования работы «Исследования, разработка технологии, оборудования, материалов и вспомогательных средств для восстановления электродуговой автоматической наплавкой изношенных гребней колес подвижного состава и массовое их внедрение на сети железных дорог», отмеченной Премией Правительства РФ

293

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Киселев, Алексей Сергеевич, 1999 год

1. Теория сварочных процессов / В.Н.Волченко, В.М.Ямпольский, В.А. Винокуров и др.; Под ред. В.В.Фролова. М.: Высшая школа, 1988. -559 с.

2. Винокуров В.А., Григорьянц А.Г. Теория сварочных деформаций и напряжений. М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

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

4. Бакши О.А. Механическая неоднородность сварных соединений: Текст лекций по курсу "Специальные главы прочности сварных конструкций" / ЧПИ. Челябинск, 1983. - 56 с.

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

6. Макаров Э.Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей.- М.: Машиностроение, 1981. 247 с.

7. Прохоров Н.Н. Технологическая прочность сварных швов в процессе кристаллизации. М.: Металлургия, 1979. - 248 с.

8. Карзов Т.П., Марголин Б.З., Швецова В.А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. СПб.: Политехника, 1993. - 391 с.

9. Винокуров В.А., Аладинский В.В., Дубровский В.А. Концентрация напряжений в соединениях с лобовыми швами и ее учет в расчетах на выносливость //Автоматическая сварка. 1987. - № 7. - С. 18-23.

10. Сварка и свариваемые материалы: Справочник: В 3 т. / Под ред. Э.Л.Макарова. М.: Металлургия, 1991. - Т. 1: Свариваемость материалов.- 256 с.

11. Макаров Э.Л., Коновалов А.В. Система компьютерного анализа свариваемости и технологии сварки легированных сталей // Сварочное производство. 1995. - № 3. - С. 6-9.

12. Куркин А.С. Прямое математическое моделирование процесса разрушения сварных конструкций для определения их прочности и тре-щиностойкости: Дис. . докт. техн. наук. М., 1998. - 247 с.

13. Строительные нормы и правила: СНиП Н-23-81 / ЦИТП Госстроя СССР.-М., 1988.-96 с.

14. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок: ПНАЭ Г-7-002-86 / Госатомэнерго-надзор СССР. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 525 с.

15. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. -М.: Мир, 1975.- 544 с.

16. Махненко В.И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций. Киев: Наукова думка, 1976. - 320 с.

17. Papazoglou V., Masubuchi К. Numerical analysis of thermal stresses during welding including phase transformation effects // Trans. ASME. Journal of Pressure Vessel Technology. 1982. - V. 104, № 8. - P. 198-203.

18. Goldak J., Chakravarti A., Bibby M. A new finite element model for welding heat sources II Metallurgical Trans. 1984. - V. 15B, № 6. - P. 299-305.

19. Gulick L. Finite element welding computations using general purpose nonlinear analysis codes // ASME Pressure Vessel and Piping div. 1988. - V. 143. - P. 13-22.

20. Zacharia Т., David S., Vitek J. Effect of evaporation and temperature-dependent material properties on weld pool development // Metallurgical Trans. 1991. -V. 22B, -No 2.- P. 233-241.

21. Бреббия К., Уокер С. Применение метода граничных элементов в технике. М.: Мир, 1982. - 287 с.

22. Lally В., Biegler L., Henein Н. Finite difference heat-transfer modeling for continuous casting // Metallurgical Trans. 1991. - V. 22B, № 4. - P. 761770.

23. Pardo E., Weckman D. Prediction of weld pool and reinforcement dimensions of GMA welds using a finite-element model // Metallurgical Trans. -1989. V. 20B, № 6. - P. 937-947.

24. Лошкарев B.E. Температурное и напряженное состояния крупных поковок при охлаждении в процессе термической обработки: Дис. . канд. тех. наук. Л., 1983. - 256 с.

25. Результаты численного исследования напряжений и перемещений при наплавке внутренних поверхностей корпуса насоса землесоса / В.И. Махненко, Е.А. Великоиваненко, Ф.Л. Демура, В.М, Мозок // Автоматическая сварка. 1992. - № 1. - С. 3-6.

26. Махненко В.И., Великоиваненко Е.А., Дыхно С.Л. Регулирование остаточных деформаций в зоне кольцевых швов тонкостенных оболочек вращения // Автоматическая сварка. 1992. - № 11-12. - С. 7-9.

27. Бенерджи П., Баттерфилд Р. Методы граничных элементов в прикладных науках. М.: Мир, 1984. - 289 с.

28. Метода граничных интегральных уравнений / Под ред. Р.В.Гольдштейна. М.: Мир, 1978.

29. Карзов Г.П., Леонов В.П., Марголин Б.З. Расчетное определение полей остаточных сварочных напряжений в конструкциях оболочечного типа (Сообщение 1) // Автоматическая сварка. 1992. - № 3. - С. 3-8.

30. Карзов Г.П., Леонов В.П., Марголин Б.З. Расчетное определение полей остаточных сварочных напряжений в конструкциях оболочечного типа (Сообщение 2) // Автоматическая сварка. 1992. - № 4. - С. 7-12.

31. Постнов В.А., Тарануха Н.А. Метод модуль элементов в расчетах судовых конструкций. - Л.: Судостроение, 1990. - 320 с.

32. Павлович А.А., Куркин А.С. Алгоритм расчета нестационарных температурных полей в массивных деталях // Изв. вузов. Машиностроение. 1987.-№2.-С. 102-106.

33. Brown S., Song Н. Implications of three-dimensional numerical simulations of welding of large structures // Welding Journal. 1992. -V. 71, № 2. - P. 55-62.

34. Attinger R., Corponter C., Jessen A. Residual stresses and stress corrosion effects in cast steel nuclear waste overpacks // Nuclear Engineering and Design. 1991. -V. 129, № 1. - P. 89-99.

35. Free J., Goff R. Predicting residual stresses in multi-pass weldments with the finite element method // Computers and Structures. 1989. - У. 12, № 2. - P. 365-378.

36. Leung C., Pick R., Mok D. Finite element modeling of a single pass weld // Welding Research Council Bulletin Series. 1990. - № 356. - P. 1-10.

37. Leung C., Pick R. Finite element analysis of multipass welds // Welding Research Council Bulletin Series. 1990. - № 356. - P. 11-33.

38. Jonsson M., Karlsson L., Lindgren L-E. Simulation of tack welding procedures in butt joint welding of plates // Welding Journal. 1985. - V. 64, № 10.-P. 296-301.

39. Моделирование механических свойств стали в нестационарных температурных полях / Н.П.Морозов, Н.А.Адамова, Н.В.Власова и др. // Обработка металлов давлением: Межвуз.сб. Свердловск, 1984. - Вып. 2. -С. 21-27.

40. Ueda Y., Fukuda К. New measuring method of three-dimensional residual stresses in long welded joints using inherent strains as parameters Lz method // Trans. ASME. Journal of Engineering Materials and Technology. -1989.-V. Ill, № 1. - P. 1-8.

41. Beghini M., Bertini L. Residual stress modelling by experimental measurements and finite element analysis // Journal of Strain Analysis. 1990. -У. 25, №2.-P. 103-108.

42. Jonsson M., Josefson В. Experimentally determined transient and residual stresses in butt-weld pipe // Journal of Strain Analysis. 1988. - У. 23, № 1. - P. 25-31.

43. Andersson M., Josefson B. Welding stress redistribution in a butt-welded pipe during later mechanical and and thernal loading // Trans. ASME. Journal of Pressure Vessel Technology. 1988. - У. 110, № 4. - P. 402-404.

44. Karlsson R., Josefson B. Three-dimensional finite element analysis of temperatures and stresses in a single-pass butt-welded pipe // Trans. ASME. Journal of Pressure Vessel Technology. 1990. - V. 112, № 1. - P. 76-84.

45. Oddy A., McDill J., Goldak J. Consistent strain fields in 3D finite element analysis of welds // Trans. ASME. Journal of Pressure Vessel Technology. 1990. -V. 112, № 3. -P. 309-311.

46. Prediction and measurement of residual elastic strain distributions in gas tungsten arc welds / K. Mahin et.al. // Welding Journal. 1991. - V. 70, № 9. - P. 245-260.

47. Leggatt R. Computer modeling of transverse residual stresses in repair welds // Welding Journal. 1991. - V. 70, № 11. - P. 299-310.

48. Determination of residual stresses in thick-section weldments / Y.Shim, J.Jerken, P.Thome et.al. //Welding Journal. 1992. - V. 71, № 9. - P. 305-312.

49. Ueda Y., Murakawa H. New trends of research on mechanics in welding and fabrication in Japan // Trans, of JWRI. 1993. - V. 22, № 2. - P. 189-200.

50. Three dimensional numerical simulation of various thermo-mechanical processes by FEM (Report 1) I Y. Ueda, J. Wang, H. Murakawa, M. Yuan // Trans, of JWRI. 1992. - V. 21, № 2. - P. 111 -117.

51. Kim Y., Yamakita Т., Bang H. Mechanical behavior during SR-treatment of welding residual stress through the thickness // Trans, of JWRI. -1990. -V. 18, № 2. P. 61-69.

52. Ueda Y., Yuan M. The characteristics of the source of welding residual stress (inherent strain) and its application to measurement and prediction // Trans, of JWRI. -1991. V. 20, № 2. - P. 119-127.

53. Ueda Y., Nakacho K., Yuan M. Application of FEM to theoretical analysis, measurement and prediction of welding residual stresses // Trans, of JWRI. 1991. - V. 20, № 1. - P. 97-107.

54. Самойлович Ю.А., Лошкарев B.E. Определение температурных полей изделий при закалке // Металловедение и термическая обработка металлов. 1980. - №4. - С. 10-13.

55. Ueda Y., Yuan М. A predicting method of welding residual stress using source of residual stress (Report 2) II Trans, of JWRI. 1989. - V. 18, № 1. - P. 143-150.

56. Влияние подогрева при наплавке цельнокатных колес вагонов на остаточные напряжения и деформации / С.Н.Киселев, А.В.Саврухин, Г.Д.Кузьмина, А.С.Киселев // Сварочное производство. 1995. - № 12. - С. 3-7.

57. Анализ напряженно деформированного состояния в круговых швах рам тележек вагонов метро / С.Н.Киселев, А.С.Киселев, А.В.Саврухин, В.В.Смирнов // Сварочное производство. - 1993. - № 4. - С. 19-20.

58. Ильюшин А.А. Пластичность. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 376 с.

59. Three dimensional numerical simulation of various thermo-mechanical processes by FEM (Report IV) / Y. Ueda, J. Wang, H.Murakawa, M. Yuan // Trans, of JWRI. 1993. - V. 22, № 2. - P. 289-294.

60. Томленов А.Д. Теория пластического деформирования металлов. -М.: Металлургия, 1977. -408 с.

61. Chu С., Jianhua W. Studies on characteristics of welding residual stresses and strains in thick plate // Proc. of the 6th Int. Conf. on Pressure Vessel Technology. Beijing, 1988. - V. 2. - P. 971-978.

62. Программно методическое обеспечение и расчет напряженно -деформированного состояния сложных сварных конструкций / С.Н.Киселев, Ю.Н.Аксенов, В.Ю.Смирнов и др. // Сварочное производство. -1995.-№ 3. - С. 26-30.

63. Куркин А.С., Киселев А.С. Разработка программного обеспечения для моделирования термонапряженного состояния деталей и его применение для повышения качества сварных конструкций // Труды МВТУ им. Н.Э.Баумана. 1988. - № 511. - С. 89-105.

64. Tsai С. Using computers for the design of welded joints // Welding Journal. 1991. - V. 70, № 1. - P. 47-56.

65. Карзов Г.П., Марголин Б.З., Швецова В.А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. СПб.: Политехника, 1993. - 391 с.

66. Ruud С., Josef J., Snoha D. Residual stress characterization of thick-plate weldments using X-ray diffraction // Welding Journal. -1993. V. 72, № 3. -P. 87-91.

67. Hibbit H., Marcal P. A numerical thermo-mechanical model for the welding and subsequent loading of a fabricated structure // Computers and Structures. 1973. - V. 3, № 5. - P. 1145-1174.

68. Argyris J., Szimmat L., William K. Computational aspects of welding stress analysis // Computational Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1982. -V. 33. - P. 635-666.

69. Аладинский В.В., Маханев В.О. Применение метода конечных элементов для решения некоторых нелинейных задач механики деформируемого твердого тела / Ин-т машиноведения АН СССР. М., 1985. - 9 с. (Деп. в ВИНИТИ, № 8634-В).

70. Аладинский В.В., Павлович А.А., Винокуров В.А. Разработка методов определения сварочных напряжений // Остаточные технологические напряжения: Матер. II Всесоюз. симп. М., 1985. - С. 28-31.

71. Аладинский В.В., Павлович А.А., Винокуров В.А. Исследование остаточных напряжений при электрошлаковой сварке плит // Технологические остаточные напряжения: Матер. III Всесоюз. симп. М., 1988. - С. 6-10.

72. Павлович А.А. Разработка метода определения напряженно-деформированного состояния при электрошлаковой сварке плит: Дис. . канд. техн. наук. М., 1987. - 204 с.

73. Аладинский В.В., Павлович А.А. Улучшение алгоритма решения неизотермических упругопластических задач методом конечных элементов применительно к сварке / ВНИИТЭМР. М., 1987. - 9 с. (Деп. в ВИНИТИ, № 296-МШ).

74. Киселев С.Н., Киселев А.С., Кузьмина Г.Д. Решение нелинейных задач нестационарной термоупругопластичности применительно к сварке и наплавке конструктивных элементов // Прикладная физика. 1994. - № 3. -С. 8-11.

75. Киселев С.Н., Топоров В.Г. Расчет температурных полей при сварке пластин в нелинейной постановке с учетом распределенности источника теплоты // Вопросы атомной науки и техники: Науч.-техн. сб. / НИКИМТ(М.). 1984. - Вып. 1(12). - С. 25-32.

76. Николов Д.Г., Трифонов М.Ц., Букев А.И. О моделировании тепловых источников при дуговой сварке // Сварочное производство. 1987. -№ 6. - С. 34-36.

77. Дьяков Ю.Г., Кархин В.Я., Аниковский В.В. Кинетика деформаций и напряжений при многопроходной сварке пластин из биметалла // Автоматическая сварка. 1984. - № 8. - С. 14-18.

78. Расчетный метод исследования температурного поля при многослойной сварке / В.П.Ларионов, А.Р.Павлов, А.П.Аммосов, А.Г.Тихонов //Автоматическая сварка. 1981. - № 4. - С. 16-18.

79. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз, 1954.-296 с.

80. Загряцкий Н.И. Расчет напряженно-деформированного состояния при закалке //Ученые записки Горьк. ун-та. -1971. Вып. 142. - С. 24-34.

81. Применение методов компьютерного моделирования для выбора рационального времени выдержки при отпуске сварных конструкций из стали 15Х1М1ФЛ / В.В.Аладинский, В.О.Маханев, А.А.Павлович, Н.Е.Левенберг // Сварочное производство. 1994. - № 2. - С. 13-14.

82. Аладинский В.В., Маханев В.О., Павлович А.А. Профессиональное программное обеспечение для моделирования в задачах индустрии сварки // САПР и экспертные системы в сварке: Сб. статей. Тула: Тульск. гос. техн. ун-т, 1995. - С. 32-36.

83. Лошкарев В.Е. Температурное и напряженное состояния крупных поковок при охлаждении в процессе термообработки: Дис. . канд. техн. наук.-Л., 1983. 256 с.

84. Адамова Н.А. Теплофизическое обоснование режимов термообработки крупных прокатных валков: Дис. . канд. техн. наук. Свердловск, 1986.-224 с.

85. Лошкарев В.Е., Немзер Г.Г., Самойлович Ю.А. Определение теплофизических характеристик стали из решения обратной задачи теплопроводности // Промышленная теплотехника. 1980. - Т. 2, вып. 3. - С. 2228.

86. Немзер Г.Г. Технология производства крупных поковок. Л.: Машиностроение, 1979. - 269 с.

87. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. -М.: Машиностроение, 1968. 360 с.

88. Качанов Л.М Основы теории пластичности . М.: Наука, 1969. -420 с.

89. Коздоба Л.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. М.: Наука, 1975. - 228 с.

90. Власов В. 3. Избранные труды: В 3 т. М.: Изд-во АН СССР, 1963. -Т. 2.-136 с.

91. Three dimensional numerical simulation of various thermo-mechanical processes by FEM (Report 3) / Y. Ueda, J. Wang, H. Murakawa, M. Yuan //Trans, of JWRI. 1993. - V. 22, № 1. - P. 127-134.

92. Винокуров В.А. Отпуск сварных конструкций для снятия напряжений. М.: Машиностроение, 1973. - 213 с.

93. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. - 532 с.

94. Исследование остаточных сварочных напряжений в трубопроводах ДУ-300 Смоленской и Курской АЭС / В.П.Щепинов, И.Н.Одинцов, А.С.Киселев и др. // Матер. 3-й Междунар. конф. «Безопасность трубопроводов». М., 1999. - Т.2. - С. 281-289.

95. Аладинский В.В. Разработка численных методов определения напряженно-деформированного сварных соединений с концентраторами: Дис. . канд. техн. наук. М., 1987. - 267 с.

96. Овешников А.В. Разработка расчетно-экспериментальной методики оценки высокотемпературной прочности металла шва в процессе электрошлаковой сварки: Дис. . канд. техн. наук. М., 1992. - 208 с.

97. Киселев С.Н., Киселев А.С., Саврухин А.В. Компьютерное моделирование процессов при ремонте сваркой восьмиосных цистерн // Автоматизация и современные технологии. 1999. - № 2. - С. 26-29.

98. Контроль остаточных напряжений в цельнокатаных колесах, возникающих в процессе изготовления и эксплуатации, на основе компьютерного моделирования / С.Н.Киселев, А.С.Киселев, И.Л.Пашолок, А.В.Саврухин // Контроль. Диагностика. 1999. - № 4. - С. 3-13.

99. Stout R. Postweld heat treatment of pressure vessel steels // Welding Research Council Bulletin Series. 1985. - № 302. - P. 1-14.

100. Chen P., Herman W., Pense A. Relaxation stresses in pressure vessels // Welding Research Council Bulletin Series. 1985. - № 302. - P. 15-22.

101. Wells A. Conference on thermal relaxation treatments of welded structures. General conclusions // Welding in the World. 1988. - V. 26, № 1. -P. 26-28.

102. Киселев А.С. Компьютерное моделирование тепловых, структурных и деформационных процессов при термических технологических воздействиях // Заводская лаборатория. 1999. - Т. 65, № 10. - С. 41-48.

103. Попова JI.E., Попов А.А. Диаграммы превращения аустенита в сталях и бета-растворах в сплавах титана. М.:Металлургия, 1991. - 504 с.

104. Прохоров Н.Н. Технологическая прочность сварных швов в процессе кристаллизации. М.:Металлургия, 1979. - 248 с.

105. Покровский A.M. Разработка расчетных методов анализа термомеханических процессов, протекающих в крупногабаритных бандажах опорных валков прокатных станов при термообработке: Дис. . канд. техн. наук. М., 1989. - 251 с.

106. Лошкарев В.Е. Математическое моделирование процесса закалки с учетом влияния напряжений на структурные превращения в стали. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1986. - № 1 - С. 2-6.

107. Лошкарев В.Е. Расчет закалочных напряжений с учетом пластичности превращения и влияния напряжений на кинетику распада аустенита. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1988. - № 1 - С. 111-116.

108. Легун A.M. Исследование и разработка рациональных режимов закалки крупных опорных валков холодной прокатки при индукционном нагреве: Дис. . канд. техн. наук. М., 1976. - 245 с.

109. Влияние подогрева при наплавке цельнокатных колес вагонов на остаточные напряжения и деформации / С.Н.Киселев, А.В.Саврухин, Г.Д.Кузьмина, А.С.Киселев // Сварочное производство. 1995. - № 12. - С. 3-7.

110. Tanaka К., Iwasaki R., Nagaki S. On T-T-T and C-C-T diagram of steels: a phenomenological aproach to transformation kinetics // Engineer-Arhiv. 1984. -Vol. 54, № 2. - P. 81-90.

111. Ломакин В.А. Превращение аустенита при произвольном режиме охлаждения // Изв. АН СССР. Отд. техн. наук. 1958. - № 2. - С. 20-25.

112. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. - 600 с.

113. Ruhr U. Elastostatische Strukturanalyse des Schiffskorpers, mittel IT-ES Kombinationen. Teil 1: Theoretische Cirundlagen II Schiffbauforschung. -1986.-№1.-S. 220-233.

114. Ruhr U. Elastostatische Struktur analyse des Schiffskorpers, mittel EE-ES Koliibinationcn, Teil 2: Numerische Ergcbihssc // Schiffbauforschung. 1987. -№1.-S. 48-53.

115. Вороненок E. Я., Палий. О. M., Сочинский С. В. Метод редуцированных элементов. Л.: Судостроение, 1990. - 212 с.

116. Вороненок. Е. Я., Палий О. М., Сочинский С. В. Редуцированные элементы и расчетах прочности и вибрации судов // Судостроение. 1984. -№11.-С. 9-13.

117. Постнов В. А., Тарануха Н. А. Метод модуль-элементов в расчетах судовых конструкций. Л.: Судостроение, 1990. - 320 с.

118. Постнов В.А., Тарануха Н.А. Матрицы жесткости и принципы дискретизации в методе модуль-элементов // Строит, механика и прочность судовых конструкций: Труды Ленингр. кораблестроит. ин-та. Л., 1981. - С. 81-89.

119. Метод автоматизированного поэтапного расчета НДС с учетом случайного расположения концентраторов / С.Н.Киселев, Ю.Н.Аксенов, В.Ю.Смирнов и др. // Современные проблемы сварочной науки и техники «СВАРКА-95»: Тез. докл. Пермь, 1995. - С.65-66.

120. Cheng У. Finite Strip method in siruclural Analysis. Oxford: Perganion Press, 1976. - 124 p.

121. Теория сварочных процессов / В.Н.Волченко, В.М.Ямпольский, В.А.Винокуров и др.; Под. ред. В.В. Фролова. М.: Высшая школа, 1988. -559 с. ( у-"?"

122. Расчет термонапряжений и прочности роторов и корпусов турбин / К.В.Фролов, Ю.Л.Израилев, Н.А.Махутов и др. М.: Машиностроение, 1988. - 239 с.

123. Дэннис Дж., Шнабель Р. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений. М.: Мир, 1988. - 440с.

124. Препарата Ф., Шеймос М. Вычислительная геометрия. М.: Мир, 1989.-478 с.

125. Тайц Н.Ю. Технология нагрева стали. М.: Металлургиздат. -1962.- 567 с.

126. Киселев А.С., Даничев В.В. Аннотация программы UZOR1 // Вопросы атомной науки и техники: Науч.-техн. сб. М., 1999. - С. 109-113

127. Стародубов К.Ф., Улов И.Г. Исследование влияния скорости охлаждения на микроструктуру и свойства колесной стали // Вопросы производства железнодорожных цельнокатаных колес. М., 1959. - С. 125-130.

128. Компьютерная программа для прогнозирования зон риска образования горячих трещин при сварке с глубоким проплавлением

129. В.И.Махненко, Е.А.Великоиваненко, Г.Ф.Розынка и др. // Автоматическая сварка. 1998. - № 2. - С. 3-11.

130. Винокуров В.А., Калинкин В.Н. Экспериментальное исследование временных перемещений цилиндрических оболочек при сварке кольцевых швов // Автоматическая сварка . 1973. - № 6. - С. 45-53.

131. Киселев С.Н., Скорняков JI.M., Кузьмина Г.Д. Некоторые особенности формирования угловых деформаций при сварке кольцевых швов труб // Сварочное производство. 1978. - № 4. - С. 85-91.

132. Расчетно-аналитическое определение угловых деформаций при сварке кольцевых швов труб / С.Н.Киселев, J1.M.Скорняков, А.Д.Деева и др. // Сварочное производство: Науч.-техн. сб. НИКИМТ (М.). 1978. -Вып. 5(2). - С. 57-65.

133. Конструкционные материалы АЭС / Ю.Ф.Баландин, И.В.Горынин, Ю.И.Звездин и др. М.: Энергоатомиздат., 1984. - 280 с.

134. Условия образования горячих трещин при сварке и термообработке / В.Н.Земзин, А.А.Чижик, А.А.Ланин и др. // Сварочное производство. 1983. -№ И. -С. 1 -4.

135. Мак-Лин Д. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1965. - 431 с.

136. Влияние режима однопроходной сварки на темп высокотемпературной деформации стыковых соединений: Отчет о НИР (заключ.) / МВТУ им.Н.Э.Баумана; Руководитель Н.Н.Прохоров. № ГР 01730015. - Инв. № 32/11-73.-М., 1973.- 100 с.

137. Материаловедение / Под ред. Б.Н.Арзамасова. М., Машиностроение, 1986г. - 159 с.

138. Кузьмина Г.Д. Совершенствование и обоснование технологии восстановления наплавкой гребней цельнокатанных колес вагонов на основе моделирования тепловых процессов и структурных превращений: Дис. . канд. техн. наук. М., 1995. - 167 с.

139. Стандарт S 660-83 / Процедура аналитической оценки конструкции колес для локомотивов и грузовых вагонов / Американская ассоциация железных дорог. Отделение механики. - Детройт, 1984. - 10 с.

140. Голубенко A.J1. Сцепление колеса с рельсом. Киев: Наукова думка, 1993. - 448 с.

141. Ларин Т.В. Об оптимальной твердости элементов пары трения колесо-рельс // Вестник ВНИИЖТ. 1965. - № 3. - С. 5-9.

142. Якушин Б.Ф. Влияние режима сварки на технологическую прочность алюминиевых сплавов в процессе кристаллизации // Автоматизация, механизация и технология процессов сварки: Науч.-техн. сб. МВТУ им. Н.Э.Баумана. М., 1966. - С. 220-230.

143. Морочко В.П., Сорокин Л.И., Рыбко И.Ю. Классификация жаропрочных никелевых сплавов по свариваемости при ЭЛС // Автоматическая сварка. 1980. - №12. - С. 42-44.

144. Квасницкий В.Ф. Сварка и пайка жаропрочных сплавов в судостроении. Л.: Судостроение, 1986. - 224 с.

145. Назаренко O.K., Истомин Е.И., Лошкин В.Е. Электроннолучевая сварка. -М.: Машиностроение, 1966. 125 с.

146. Медовар Б.И. Сварка жаропрочных аустенитных сталей и сплавов. М.: Машиностроение, 1966. - 430 с.

147. Jahnke В. High temperature electron beam Welding of the Nickel-Base-Superalloy JN-738 LC // Welding Journal. - 1982. - V. 61, № 11. - P. 343347.

148. Fletcher M.J. Electron-Beam Welding of Nimonic 80A // Welding and Metal Fabrication. 1970. - V. 38, № 3. - P. 113-115.309

149. Thompson E.G., Nuner S., Prager M. Practical Solutions to Strain-Age Cracking of Rene 41 // Welding Journal. 1968. - V. 47, № 7. - P. 299-313.

150. Berry T.F., Hughes W.P. A Study of the Strain-Age Cracking Characteristics in Welded Rene 41 Phase 1 // Welding Journal. - 1967. - V. 46, №8. -P. 361-370.

151. Strassburg F.W. Mechanisiertes Schweissen von Nickel und seiner Legirungen // Schweissen und Schneiden. 1971. - Bd. 23, № 6. - S. 220-223.

152. Jucas J.R., Jackson C.E. The Welded Heat-Affected Zone in Nickel Base Alloy 718 // Welding Journal. 1970. - V. 49, № 2. - P. 46-54.

153. Schwenk W., Trabold A.F. Weldability of Rene 41 // Welding Journal. 1963. - V. 42, № 10. - P. 460-465.

154. Russell J.D. Investigation of cracking problem in electron beam welding high alloy steel // Welding Research International. 1975. - № 4. - P. 117.

155. Koren A., Roman M., Weisshaus J., Kaufman A. Improving the weldability ofNi-Base Superalloy 713 С // Welding Research Supplement. 1982. -№11.-P. 348-351.лап UOi1. О I

156. ГО С С i An ДА011 Миссии u г д л о х я г л 'J '1. Зарегистрированb' f£afH ■ о* WUXT/S)-0у«па ^