Влияние условий эксплуатации на усталостную прочность оболочковых конструкций из стали 09Г2С тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.09, кандидат технических наук Калашников, Сергей Александрович

• Калашников, Сергей Александрович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Калашников, Сергей Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

С.

ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Надежность и безопасность технологического оборудования

1.1.1 Анализ разрушения оболочковых конструкций

1.1.2 Проблемы обеспечения заданной прочности

1.2 Механика разрушения при малоцикловой усталости

1.2.1 Проблемы малоцикловой усталости

1.2.2 Критерии малоцикловой усталости

1.2.3 Характеристика сопротивления малоцикловой

деформации

1.2.4 Основные расчеты на малоцикловую усталость

1.3 Влияние среды на малоцикловую усталость металлов

1.3.1 Влияние среды 3

1.3.2 Влияние амплитуды циклической деформации и частоты нагружения

1.3.3 Характер разрушения материалов при малоцикловом

нагружении

1.3.4 Масштабный эффект 3

1.4 Методы и средства испытаний на усталостную прочность

1.4.1 Схемы нагружений

1.4.2 Типы кривых усталости

1.4.3 Образцы для испытаний

1.4.4 Машины и установки для испытаний при малоцикловом 46 нагружении

1.5 Цель и постановка задач

2 УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ

2.1 Описание установки

2.1.1 Механизм вращения

2.1.2 Испытательная камера 5

2.1.3 Узел поддержания заданной температуры

2.1.4 Устройство для определения момента излома образца и 56 подсчета числа циклов до разрушения

2.2 Методика проведения испытаний

2.2.1 Условия проведения испытаний

2.2.2 Изготовление образцов

2.2.3 Определение напряжений

2.2.4 Определение погрешности 61 ВЫВОДЫ

3 МАЛОЦИКЛОВАЯ УСТАЛОСТЬ СТАЛИ МАРКИ 09Г2С

3.1 Выбор материала и его основные характеристики

3.2 Зависимость усталостной прочности стали 09Г2С от среды, температуры и давления

3.2.1 Влияние среды

3.2.2 Влияние температуры

3.2.3 Влияние давления 75 3.3 Металлография и механические испытания

3.3.1 Металлографические исследования

3.3.2 Механические испытания

3.3.3 Определение кинематической вязкости 87 ' ВЫВОДЫ

4 ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ

СРЕДЫ, ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ

4.1 Сравнение расчетных и экспериментальных кривых

4.2 Адсорбционный механизм понижения прочности

4.3 Влияние давления, температуры и скорости деформации на циклическую прочность стали

4.4 Расчет поправочного коэффициента

4.5 Пример оценки остаточного ресурса 105 4.5.1 Расчет на прочность элемента аппарата

ВЫВОДЫ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние условий эксплуатации на усталостную прочность оболочковых конструкций из стали 09Г2С»

ВВЕДЕНИЕ

Эксплуатирующееся в настоящее время технологическое оборудование нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств характеризуется все возрастающей единичной мощностью и сложностью процессов, применяемых устройств и механизмов. Вместе с тем основная часть технологического оборудования и трубопроводов предприятий выработала регламентируемый срок службы. В связи с этим остро стоит проблема надежности и безопасности технологического оборудования.

В последнее время особое внимание, с точки зрения надежности и оценки остаточного ресурса технологического оборудования, уделяется циклическим нагрузкам, обусловленным технологией, периодическими остановами и пусками, срабатыванием систем аварийной защиты, периодическими гидроопрессовками и т. д. Это связано прежде всего со сложной экономической ситуацией в нефтехимических отраслях промышленности, где частые перебои с сырьем приводят к использованию сырья с разных месторождений. Кроме того, из-за отсутствия сырья остановки и пуски происходят намного чаще, чем по графику планово-предупредительных ремонтов. В связи с этим более пристальное изучение специфического воздействия циклических нагрузок на оборудование становится особенно актуальным, особенно с точки зрения повышения надежности прогнозирования усталостного разрушения.

На практике при оценке усталостной прочности, как правило, внешние нагрузки (давление, температура) учитываются, в основном, с точки зрения их влияния на напряженно-деформированное состояние металла и изменения механических характеристик материала. В то же время, наличие в сырье различных поверхностно-активных веществ определяет возможность возникновения на поверхности контакта металла с сырьем дополнительных эффектов, приводящих к снижению долговечности конструкций, особенно в условиях малоциклового нагружения.

Исходя из вышесказанного, в настоящей работе, была поставлена цель: изучить комплексное влияние условий эксплуатации (среда, температура и давление) на усталостную прочность оболочковых конструкций нефтепереработки и нефтехимии, изготовленных из стали 09Г2С.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Разработка и создание экспериментальной установки для испытаний на усталостную прочность (при поперечном изгибе), которая позволяет проводить испытания в диапазонах температур от 20 до 300°С, давлений от 0,1 до 5 МПа и частот от 1 до 40 об/мин с автоматической регистрацией момента разрушения образца.

2. Изучение адсорбционного влияния среды на усталостную прочность стали 09Г2С при различных температурах и давлениях.

3. Анализ и сравнение расчетных и экспериментальных параметров долговечности в условиях адсорбционной усталости.

4. Разработка рекомендаций по совершенствованию методов расчета усталостной долговечности и остаточного ресурса оболочковых конструкций, изготовленных из стали 09Г2С, с учетом влияния условий эксплуатации.

По структуре работа состоит из четырех глав.

В первой главе рассмотрены и проанализированы работы, посвященные вопросам усталостной прочности конструкций при малоцикловом нагружении. Проанализированы причины отказов сосудов давления. В данной главе также рассмотрены вопросы физических механизмов, приводящих к снижению усталостной прочности, изученные в настоящее время. Отмечено также, что исследования в основном проводились на металлах без привязки к реально действующим технологическим средам и их параметрам. При этом выявлена существенная роль адсорбционного механизма влияния среды на усталостную прочность материалов.

В главе также рассмотрены методы и средства экспериментальной проверки теоретических расчетов на усталостную прочность. Сделан обзор существующих машин для испытания образцов на усталостную прочность.

В заключении главы сделаны выводы о целесообразности и актуальности темы диссертации, сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе рассмотрены принципы создания экспериментальной установки для испытания цилиндрических образцов на усталостную прочность. Показана схема задания необходимых амплитуд напряжений при помощи грузов, прикрепляемых к образцам. Рассчитаны погрешности определения величины напряжения.

В третьей главе на основе проведенного анализа базы данных по техническому обслуживанию НПЗ г. Уфы дано обоснование выбора материала исследований, также дано обоснование выбора среды.

Показаны результаты испытания образцов в среде вакуумного газойля в зависимости от температуры при постоянном давлении и при постоянной температуре в зависимости от давления.

С целью изучения влияния циклического упругопластического деформирования на структуру исследуемой стали приведено описание металлографических исследований.

Представлены методы определения физико-механических свойств материалов,

В четвертой главе проведено сравнение экспериментальных и расчетных по формулам ГОСТ 25.859 усталостных кривых. Показано существование интервала амплитудных напряжений, при которых экспериментальные кривые проходят ниже расчетных. Дано объяснение, что наблюдаемая инверсия в ходе кривых при пороговых напряжениях порядка 300 МПа может быть обусловлена различным характером проявления адсорбционного эффекта. При ст>300МПа превалирует расклинивающее действие поверхностно-активных веществ, а при меньших напряжениях - его

пластифицирующее действие, что было подтверждено сравнительными измерениями микротвердости стали 09Г2С в среде вакуумного газойля и на воздухе.

В данной главе рассмотрен также адсорбционный механизм, наблюдаемого снижения усталостной прочности стали 09Г2С при постоянных температуре и давлении.

Обоснована необходимость введения поправочного коэффициента в расчетные формулы ГОСТ 25.859. Представлены формулы для определения коэффициента в зависимости от температуры и давления.

Предложена схема расчета остаточного ресурса, учитывающая поправочный коэффициент.

Для иллюстрации обнаруженного эффекта приведен проверочный расчет.

Автором разработана и изготовлена экспериментальная установка для испытаний на усталостную прочность образцов диаметром от 1 до 5 мм, с частотой нагружения от 1 до 40 циклов в минуту, изготовленных из сталей, применяемых для изготовления аппаратов, работающих в нефтепереработке и в нефтехимии, оснащенная комплексом разнообразных приборов и устройств. Установка позволяет реализовать поперечный изгиб при вращении круглых консольных образцов в диапазоне температур (20 -300°С) и давлений (0,1 -5 МПа).

Установлена существенная зависимость усталостной долговечности стали 09Г2С от адсорбционного действия вакуумного газойля как поверхностно-активного вещества. Выявлено пороговое значение приложенных в цикле амплитудных напряжений (~300 МПа), разделяющее эффект на два механизма проявления. При сг>300МПа превалирует расклинивающее действие поверхностно-активных веществ, а при меньших напряжениях - его пластифицирующее действие.

На основе анализа расчетных и экспериментальных данных введен поправочный коэффициент, позволяющий объективно оценивать

долговечность в условиях адсорбционной усталости аппаратов нефтехимии и нефтепереработки из стали 09Г2С.

Разработаны рекомендации применимости поправочного коэффициента при расчетах на устойчивую прочность и долговечность по формулам ГОСТ 25.859. Рекомендовано использовать поправочный коэффициент для стали 09Г2С в среде вакуумного газойля при амплитудах исследуемого в работе диапазона напряжений.

Автор искренне признателен своему научному руководителю д.т.н., профессору Кузееву И.Р. и научному консультанту к.ф-м.н Ахмадееву H.A. за постановку задачи исследований и постоянную помощь в работе.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В настоящей главе приведен обзор работ по механике малоциклового разрушения. Рассмотрены известные критерии малоцикловой усталости, характеристики сопротивления малоцикловой деформации, методы расчета.

Описаны способы проведения усталостных и коррозионно - усталостных испытаний. Сформулированы цель и основные задачи диссертационной работы.

1.1 Надежность и безопасность технологического оборудования

1.1.1 Анализ разрушения оболочковых конструкций

Несмотря на то, что в процессе проектирования, как правило, проводится детальный анализ основных режимов работы конструкции и принимаются меры по обеспечению ее прочности во всех рассматриваемых случаях, такой анализ не всегда может явиться достаточной гарантией работоспособности конкретных изделий. Причины этого могут быть различны, но в основе всех случаев нарушения работоспособности лежит недостаточность имеющихся представлений о неблагоприятных ситуациях, возможных для рассматриваемого класса конструкций в связи с особенностями их эксплуатации, принятыми конструктивными решениями, используемыми конструкционными материалами и технологией изготовления.

Практически наиболее эффективным для повышения работоспособности конструкций является анализ опыта эксплуатации, особенно случаев разрушения аналогичных изделий. При таком анализе следует исходить из существующих представлений о механизмах разрушения материалов. Это, с одной стороны, дает возможность составить более полное представление о факторах, определяющих прочность и долговечность конструкций, и, с другой стороны, позволяет уточнить имеющиеся закономерности процессов разрушения элементов конструкций [1].

Управлением по атомной энергетике Великобритании [3] были исследованы паровые котлы, теплообменники, резервуары химической и нефтехимической промышленности и т. д. Среди рассмотренных 229 отказов было 13 отказов катастрофического характера. В остальных случаях эксплуатация была прекращена, так как обнаруженные повреждения были классифицированы как опасные.

В таблице 1.1, 1.2 приведены сведения о характере отказов и классификация причин, которые привели к развитию трещин.

Таблица 1.1- Характер отказов сосудов давления

Наименование Число отказов %

Развитие трещин 215 94

Дефекты изготовления 5 . 2

Коррозия 1 0,44

Ошибки при эксплуатации 3 1,33

Ползучесть 3 1,33

Не установлен 2 0,9

Всего 229 100

Таблица 1.2- Классификация причин, приводящих к развитию трещи]

Наименование Число отказов %

Усталость 52 24

Коррозия 30 14

Технологические трещины 62 29

Не установлена 61 28

Различные (ползучесть, ошибки

при эксплуатации и т. д.) 10 5

215 100

Статистика случаев повреждений сосудов высокого давления [2], работающих в составе как обычных, так и атомных энергетических установок

(таблица 1.3), наглядно демонстрирует доминирующую роль процессов усталости в возникновении и развитии повреждений.

Таблица 1.3 - Статистика отказов сосудов давления

Число отказов сосудов

Причина отказа давления, %

обычных атомных

Механическая или термическая

усталость 26 29

Коррозионно-механическая

усталость 31 41

Дефекты производства 19 18

Прочие (в том числе и

невыясненные) 24 12

Анализ случаев возникновения и развития усталостных повреждений сосудов позволяет сформулировать следующие основные особенности данного вида разрушения.

1. Процессы усталостного разрушения в сосудах высокого давления связаны с нестационарностью режимов эксплуатации, вызывающей периодическое изменение уровня напряжений в отдельных элементах конструкции за счет изменения давления рабочей среды и возникновения неоднородных температурных полей.

2. Возникновение усталостного повреждения определяется в основном локальными ситуациями в отдельных элементах конструкции, связанными с высокими местными напряжениями. Источниками высоких напряжений могут служить неудачно выполненные конструктивные узлы (штуцера, патрубки, зоны сопряжения элементов разной толщины), неоднородные температурные поля, технологические дефекты металла, а также различные сочетание указанных факторов.

3. Развитие усталостного повреждения существенно зависит от размеров зоны концентрации напряжений. При малых размерах зоны концентрации напряжений возможно существенное замедление процессов развития сравнительно быстро возникшей усталостной трещины, тогда как в случае значительных размеров зоны концентрации, сопоставимых с толщиной стенки сосуда, возможно быстрое развитие возникшей усталостной трещины. Наиболее неблагоприятными случаями с точки зрения снижения полной долговечности сосуда могут явиться сочетания различного рода концентраторов напряжений, в частности расположение технологического дефекта в зоне конструктивной концентрации напряжений или наложение температурных напряжений на напряжения от рабочего давления в зоне концентрации у конструктивных элементов больших размеров.

4. Возникновению и развитию усталостного повреждения может способствовать коррозионное воздействие рабочей среды, которое проявляется как за счет снижения сопротивления материала, так и за счет создания дополнительных поверхностных концентраторов напряжений в виде язв, питтингов и т. п. [1].

Таким образом, особенно актуальной становится проблема повышения надежности прогнозирования усталостной прочности машин и конструкций.

1.1.2 Проблемы обеспечения заданной прочности

Современный уровень технического прогресса позволяет создавать машины и конструкции, которые обладают высокой надежностью. Основой дл; этого служит комплекс мер, применяемых на стадиях проектирования, монтажа и эксплуатации. На стадии проектирования - это выбор рациональных конструктивных схем и материалов, надлежащий расчет с учетом всех воздействий, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации. На стадиях изготовления и монтажа - это тщательный контроль материалов и комплектующих изделий, промежуточные контрольные испытания отдельных элементов, узлов и агрегатов в целом.

Важная роль в обеспечении безопасности и надежности технических объектов на стадии эксплуатации принадлежит системе прогнозирования индивидуального остаточного ресурса. Эта система позволяет непрерывно следить за техническим состоянием каждого конкретного объекта и действующими на него нагрузками и выдавать рекомендации о дальнейшей эксплуатации объекта. В частности, если результаты обработки диагностических данных показывают, что объект приближается к аварийной ситуации, должно быть принято решение о прекращении его эксплуатации или о переходе на облегченный режим с одновременным принятием мер, обеспечивающих безопасность производства [2].

Снижение материалоемкости, освоение принципиально новых технологических процессов, переход на более высокие рабочие параметры - все это требует разработки новых методов расчета на прочность (через уточнение коэффициента запаса прочности).

Обобщая данные, приведенные в [4-6], постановка задач обоснования прочности и ресурса машин и конструкций представлена на рисунке 1.1. Эти задачи включают в себя три основных элемента:

- исходную информацию об условиях нагружения;

- расчетные и экспериментальные данные о номинальных и местных напряжениях в несущих элементах;

- критерии прочности для соответствующих условий нагружения и основные расчетные уравнения.

Данные об условиях эксплуатационного нагружения являются исходными при назначении основных расчетных параметров и последующих расчетов прочности и ресурса [7]. К ним в первую очередь относятся механические нагрузки, вызываемые действием давления, веса, центробежных и других инерционных усилий, электромагнитных воздействий, усилиями затяга.

Тепловые нагрузки и напряжения обусловлены неравномерностью тепловых расширений из-за разности температур в пределах данного элемента

Рисунок 1.1- Схема решения вопросов прочности и ресурса

или сопрягаемых элементов, неоднородностью коэффициентов линейного расширения применяемых конструкционных материалов при изотермических и неизотермических условиях. Кроме того, одним из важнейших эксплуатационных факторов, определяющих прочность и ресурс, является рабочая температура. Температурный фактор проявляется не только в упомянутом выше возникновении температурных напряжений, но и в существенном изменении расчетных характеристик механических свойств конструкционных металлических материалов: увеличение температуры приводит к снижению сопротивления упругопластическим деформациям, а их снижение - к потере пластичности.

Многорежимность работы машин и конструкций с учетом уровня механических и тепловых нагрузок, абсолютных значений температур эксплуатации влияет на несущую способность и долговечность наиболее нагруженных элементов. Ускоренная смена режимов и увеличение числа этих смен являются одними из основных причин ускоренного накопления повреждений, приводящих к снижению усталостной прочности и соответственно к уменьшению ресурса. Кроме того, сменность режимов приводит к дополнительному увеличению номинальной и местной нагруженности, что, в свою очередь, дает дополнительные эксплуатационные повреждения.

Усложнение условий работы машин и конструкций сопряжено с необходимостью учета при определении усталостной прочности и ресурса влияния рабочих сред на характеристики механического поведения материалов. Факторами сред, оказывающими такое влияние, могут быть адсорбционное понижение прочности, коррозия и эрозия от потоков газов и жидкостей, радиационные повреждения, водородная хрупкость, окисление и др. При этом часть сред имеет преимущественно поверхностное воздействие на материалы (коррозия, окисление), в других случаях воздействие сред приводит к

изменению сопротивления образованию и развитию трещин, приводящих к разрушению по объему нагруженных деталей (адсорбция, радиация).

Комплекс данных по условиям эксплуатационного нагружения, по величинам номинальных и местных напряжений и деформаций и по критериальным характеристикам прочности является основой для определения итоговых характеристик усталостной прочности и ресурса машин и конструкций. К этим характеристикам относятся:

- запасы прочности по указанным выше критериям разрушения;

- исходный ресурс по параметрам долговечности (числу циклов или времени);

- накопленные длительные или циклические повреждения;

- остаточный ресурс.

Запасы усталостной прочности и исходный ресурс устанавливаются на стадии проектирования и могут быть уточнены по данным натурной ил» модельной тензометрии и термометрии при доводке или в начальный период эксплуатации. Накопленные повреждения и остаточный ресурс, как правило, могут определяться после определенной стадии эксплуатации машин и конструкций по фактическим данным о режимах работы и действующих напряжениях, деформациях и температурах.

Вопросы малоцикловой усталости элементов конструкций, являющиеся частью общей проблемы обоснования усталостной прочности и ресурса, находятся во взаимодействии со всеми основными этапами расчетов, показанных на рисунке 1.1. Анализ кинетики напряженно-деформированных и предельных состояний отражен в нормативных расчетах прочности и ресурса при малоцикловом нагружении для технологического оборудования различных отраслей промышленности [8-11]. Ниже рассмотрены основные положения механики разрушения при малоцикловой усталости.

1.2 Механика разрушения при малоцикловой усталости

Расчет элементов конструкций на малоцикловую усталость стал возможен в результате экспериментального изучения проблем, связанных с определением закономерностей сопротивления деформированию и разрушению при циклическом упругопластическом деформировании, исследования кинетики напряженно - деформированного состояния в зонах концентрации, являющихся местами вероятного разрушения, и разработки критериев накопления повреждений и разрушения при неоднородном напряженном состоянии.

1.2.1 Проблемы малоцикловой усталости

Проблемы малоцикловой усталости явились следствием интенсивного увеличения в последние десятилетия рабочих параметров современных машин и конструкций: эксплуатационных нагрузок, скоростей, мощностей, температур, воздействий окружающей среды, применения структурно - неоднородных и композиционных материалов. Недостаточная изученность проблемы малоцикловой усталости и отсутствие в связи с этим методов расчетно-экспериментального определения прочности и ресурса конструкций, обоснованных рекомендаций по выбору материалов, конструктивных форм несущих элементов и режимов эксплуатационного нагружения привели к тому, что в ряде отраслей промышленности и техники были отмечены эксплуатационные повреждения, связанные с малоцикловой усталостью. Так, например, такое поведение наблюдалось в конструкциях энергетических установок (корпуса мощных паровых котлов, теплообменников, атомных реакторов, узлы основных разъемов корпусов и трубопроводов), химических аппаратах (сосуды и трубопроводы высокого давления, трубные системы и доски теплообменников), технологических установках (сварные корпуса, колонны и цилиндры гидравлических прессов и молотов, контейнеры и пресс-формы, валки прокатных станов) и др. [7].

Методика расчета малоцикловой прочности базируется, на анализе распределения локализованных пластических деформаций и использовании

характеристик сопротивления материала циклическому деформированию и разрушению.

В общем случае весь комплекс расчетных данных включает:

- анализ характера и параметров нагрузок, воздействующих на конструкцию в период ее эксплуатации;

- анализ кинетики упругопластического деформирования в зонах конструктивных концентраторов напряжений при статическом и циклическом нагружении;

- анализ уровня начальных напряжений и их перераспределения в процессе циклического воздействия внешних сил;

- оценку в расчетных сечениях максимальных значений амплитуды интенсивности деформаций и коэффициента асимметрии цикла;

- оценку исходной технологической дефектности элементов конструкции;

- определение для используемого основного металла и соответствующих зон сварного соединения характеристик сопротивления циклическому деформированию и зарождению макротрещины в условиях, близких к эксплуатационным;

- определение для основного металла, металла шва и зоны термического влияния характеристик сопротивления развитию циклических и хрупких трещин с учетом реальных условий нагружения.

В следующем разделе рассматриваются основные критерии, закономерности малоциклового разрушения и общие принципы расчетов.

1.2.2 Критерии малоцикловой усталости

Разрушение при малом числе циклов нагружения возникает в условиях развитых циклических пластических деформаций в макрообъемах, и эта его специфика определяет особенности исследований, направленных на разработку методов расчета. Наряду с экспериментальными исследованиями расчет также базируется на разработке критериев циклической пластичности и на решении

краевых задач, связанных с кинетикой напряжений, деформаций и повреждений [12, 13].

Распространение трещины при заданных условиях нагружения определяется, согласно теории механики разрушения, кинетикой напряженного и деформированного состояния в вершине трещины [14]. Напряженное и деформированное состояние в вершине трещины может быть охарактеризовано коэффициентом интенсивности напряжений Кь определяемым при растяжении в условиях плоского напряженного состояния в упругой области соответственно в виде

Кг = а л/я7/(// Ь), (1.1)

где сг - номинальное напряжение в брутто-сечении; 1 - длина трещины; Щ/Ь) - поправочная функция, учитывающая

геометрические размеры образцов (деталей). При начале спонтанного развития трещины в указанных условиях а = акр

иКх=К1с.

Кроме силовых критериев хрупкого разрушения типа (1.1), для* описания условий разрушения тел с трещинами используются также энергетические и деформационные критерии [15, 16]. Первые из них предполагают либо определение энергии продвижения трещины на единицу длины О, вычисляемой при хрупком статистическом разрушении пластины бесконечных размеров и единичной толщины:

в^^ф-, (1.2)

К

либо критическое напряжение через энергию, необходимую для образования свободных поверхностей в виде

где Е - модуль нормальной упругости.

Описание условий распространения трещины через деформационные критерии основано на представлениях предельного раскрытия 8К в ее вершине [16], описываемого в виде

1п8ес^, (1.4)

яЕ 2 ат

где сгт - предел текучести материала,

или принимается, что распространение трещины начинается при достижении в ее вершине предельной деформации е = екр.

А. А. Уэлсом [17, 18] была установлена связь между характеристиками материала Ос, и ак в виде

0с=8к(7т, (1.5)

При упругопластическом деформировании использование критериев (1.1), (1.2) требует соответствующей корректировки путем учета размера пластической зоны впереди распространяющейся трещины [19] в соответствии с зависимостью

гт=/(8ес^-1). (1.6)

2 (Тт

При циклическом нагружении скорости развития трещин по числу циклов связывают обычно с размахом коэффициента интенсивности напряжений ДК[ известными степенными уравнениями Пэриса [20] в виде

Ш =Ск(ЬК;Г. (1.7)

(Ш

Широкое распространение получила также зависимость Формэна [21], связывающая скорость развития трещины при циклическом нагружении с размахом коэффициента интенсивности напряжений А К с критическим коэффициентом интенсивности напряжений Кс и коэффициентом асимметрии цикла р в виде

Ш _ А(ЛК)"

аы (1 -р)Кс-ак'

(1.8)

а также ряд других зависимостей, использующих силовые критерии механики разрушения.

В соответствии с предложением Мэнсона скорость развития трещины может быть связана также с размахом номинальных упругопластических деформаций в виде

ш

¿¿Ы

С.(Деял/7Г. (1.9)

Использование деформационных критериев развития трещин статического и малоциклового нагружения позволило [22] описать скорость развития трещины через размах коэффициента интенсивности деформаций АК1е.

Деформационные подходы, характеризующие уровень возникающих местных пластических деформаций величиной коэффициента интенсивности

деформаций А К^. а сопротивление продвижению трещины в зоне предразрушения - величиной циклической пластичности деформации е^ были использованы для описания условий распространения трещин малоциклового разрушения [22] в виде

сИ

_1_ 2я

2(1 +у")

V ег J

1

2 п!

2(1 + М)

\ег ;

(1.10)

где К 1е = К^ /ет - относительный размах коэффициента интенсивности деформаций; ег = ег / ет - деформация, необходимая для продвижения трещины, в ее вершине;

¡л - коэффициент поперечной деформации;

10 - размах исходной трещины;

ат - предел пропорциональности при статическом разрушении;

ет - деформация на пределе пропорциональности.

Наряду с изложенными выше зависимостями по описанию скоростей развития трещин были предложены также и другие, использующие критерии линейной и нелинейной механики разрушения.

Таким образом, для описания условий разрушения на стадии образования развития трещин при циклическом нагружении используются силовые, деформационные и энергетические критерии. Последние позволяют описать предельные состояния в более общем виде, чем деформационные и силовые.

Анализ существующих критериев разрушения на стадии инициирования трещин показывает [14], что в большинстве случаев они могут быть использованы лишь для частных конкретных случаев нагружения, как правило, тех, в которых они были получены.

2

В последнее время все большее распространение начинают получать критерии, основанные на представлении о процессе разрушения как о постепенном накоплении (линейном или нелинейном) повреждений в материале под действием нагрузки. При этом правило суммирования повреждений может быть линейным или нелинейным. Во многих случаях линейное правило суммирования повреждений не подтверждается экспериментом [ 14].

1.2.3 Характеристика сопротивления малоцикловой деформации

Знакопеременное циклическое упругопластическое деформирование связано с изменением сопротивления упругим и неупругим деформациям (эффект Баушингера). Как показано в работах [23-26 и др.], нагружение в обратном направлении по отношению к исходному упругопластическому деформированию характеризуется уменьшением модуля разгрузки до 3-9%, предела пропорциональности на 5-80% и повышением касательных модулей в неупругой области. Последующее циклическое нагружение в зависимости от свойств металла и температуры испытаний может сопровождаться увеличением, уменьшением или постоянством сопротивления упругопластическим деформациям. Особенности циклического

упругопластического деформирования (при растяжении-сжатии, кручении и изгибе) рассмотрены в работах [27-34]. Процессы циклического упрочнения и разупрочнения металлов связаны с их исходным структурным состоянием и его изменением под действием циклических пластических деформаций, образованием и перераспределением остаточных микронапряжений, а также возникновением и развитием микроповреждений.

Уравнения состояния при малоцикловом нагружении, связывающие в количественной форме напряжения и деформации для заданного числа циклов, разрабатывались с использованием ряда гипотез. Широкое применение при этом получили: статистическая модель циклически упругопластически

деформируемого твердого тела; модель тела при циклическом упругопластическом деформировании, основанная на учете микронапряжений, циклического разрыхления и накопления микроповреждений. Обобщение принципа Мазинга позволило распространить теорию малых упругопластических деформаций на случай малоциклового нагружения [28]. При определении несущей способности элементов конструкций оказалось эффективным использование обобщенных диаграмм циклического деформирования, исследованных в работах [22, 24, 30, 31, 32, 35, 36 и др.].

Характеристики сопротивления циклическим упругопластическим деформациям получают по данным малоцикловых испытаний образцов в условиях нагружения с заданными амплитудами напряжений (мягкое нагружение) или деформаций (жесткое нагружение). На рисунке 1.2 приведены схема кривой циклического деформирования при мягком (аа = const) и жестком

(еа =const) нагружении и основные обозначения (в относительных координатах).

Нагружение в исходном (нулевом, к=0) полуцикле характеризуется

напряжением ати деформацией ет.

Исследования закономерностей циклического упругопластического деформирования показали, что независимо от режима нагружения кривые циклического деформирования образуют обобщенную диаграмму циклического деформирования. Схема обобщенной диаграммы циклического деформирования для симметричного цикла напряжений показана на рисунке 1.3.

В зависимости от свойств материала сопротивление упругопластическим деформациям в полуциклах к может быть как выше, так и ниже сопротивления деформированию в первом полуцикле к =1. В первом случае материал является циклически упрочняющимся, во втором - циклически разупрочняющимся. При мягком нагружении (2аа = const) циклическое упрочнение характеризуется

а)

еа еа

б)

Рисунок 1.2- Кривые деформирования при мягком (а) и жестком (б) нагружении

уменьшением упругопластических деформаций с увеличением числа полуциклов.

б) - обобщенные диаграммы деформирования в первом полуцикле; с) - обобщенная диаграмма деформирования в полуциклах к=1 и к

Рисунок 1.3 - Схема обобщенной диаграммы циклического деформирования

При циклическом разупрочнении упругопластические деформации при увеличении числа циклов увеличиваются. Если упругопластические деформации в процессе циклического деформирования не изменяются, то материал является циклически стабильным. Жесткое нагружение (2еа = const) циклически упрочняющихся материалов сопровождается увеличением максимальных напряжений цикла. При циклическом разупрочнении максимальные напряжения в полуциклах уменьшаются.

1.2.4 Основные расчеты на малоцикловую усталость

В соответствии с ГОСТами и методиками расчета на малоцикловую усталость [10, 11, 37, 38] несущая способность элементов конструкций при циклическом нагружении определяется либо по предельным, соответствующим образованию трещин местным деформациям (напряжениям) для чисел циклов, равных эксплуатационным, либо по предельным, также соответствующим образованию трещин числам циклов для деформаций (напряжений) от эксплуатационных нагрузок.

Предельные состояния до образования трещин при циклическом нагружении могут достигаться в зонах концентрации напряжений от силовых и температурных нагрузок, вне зон концентрации - от действия местных температурных напряжений и напряжений компенсации в компенсирующих устройствах. Долговечность на стадии развития трещин является самостоятельной целью расчета.

Расчет на прочность при циклическом нагружении элементов конструкций для заданных условий эксплуатации (число циклов, асимметрия цикла, максимальная температура) проводится по критериям квазистатического и усталостного разрушения.

Квазистатические разрушения происходят при нагружении с заданными амплитудами номинальных напряжений вследствие накопления односторонних пластических деформаций, равных деформациям при однократном статическом разрушении. Усталостные разрушения происходят при нагружении с заданными амплитудами номинальных деформаций или напряжений с образованием трещин вследствие накопления усталостных повреждений.

Оценка несущей способности по долговечности и деформациям (напряжениям) производится расчетным путем, а также по результатам испытаний моделей узлов или натурных элементов конструкций при циклическом нагружении (с учетом конструктивных форм штатных изделий,

материалов и технологии изготовления, числа циклов нагружения в эксплуатации, температуры и т.д.).

Расчет несущей способности проводится на основе анализа общих и местных деформаций (или напряжений) элементов конструкций и по расчетным кривым усталости или по данным малоцикловых испытаний лабораторных образцов согласно методике проведения малоцикловых испытаний.

Расчет прочности и долговечности выполняется в местных условных упругих напряжениях, равных произведению местных упругих или упругопластических деформаций на модуль упругости при заданной температуре. Условные упругие напряжения позволяют вести расчет по деформационным критериям в форме, принятой в инженерных расчетах прочности.

Определение местных деформаций в элементах конструкций и деталях машин проводят по данным упругого или упругопластического расчета или по данным измерений деформаций на моделях и на натурных конструкциях для заданных эксплуатационных нагрузок.

При расчетном определении местных деформаций используют кривые циклического деформирования, получаемые по. данным испытаний лабораторных образцов, или расчетные кривые деформирования, получаемые по кривым статического деформирования.

Повышение характеристик прочности в результате воздействия среды и деформационного старения, равномерная коррозия, фактическая последовательность режимов нагружения не учитываются.

Проверка обеспечения малоцикловой прочности может не проводиться, если при определении локальных напряженно-деформированных состояний установлено отсутствие повторных упругопластических деформаций и число циклов нагружения в этом случае не превышает 103 [38] .

В результате расчета прочности при циклическом нагружении определяются коэффициенты запаса прочности по деформациям (напряжениям)

и по долговечности. Полученные в расчете коэффициенты запаса прочности по напряжениям и долговечности должны быть не ниже требуемых. Запасы прочности, вводимые в уравнения кривых усталости, позволяют получить кривые допускаемых амплитуд условных упругих напряжений и допускаемых чисел циклов и сводить расчеты к сопоставлению действующих амплитуд и чисел циклов с допускаемыми. Снижение запасов прочности по сравнению с требуемыми должно обосновываться более точными методами расчета, учитывающими результаты эксплуатации объектов (аппаратов), и по возможности испытаниями модельных или натурных элементов конструкций и деталей машин.

При определении несущей способности по критериям сопротивления циклическому нагружению учитываются силовые и температурные нагрузки: внутреннее и наружное давление, собственный вес изделия и его содержимого, вес других присоединенных элементов, реакции опор и трубопроводов, температурные воздействия, вибрации, сейсмические нагрузки, взаимодействие материала со средой.

В расчете учитываются остаточные напряжения от сварки однородных и неоднородных материалов, остаточные напряжения от сварки суммируются с напряжениями от указанных выше нагрузок.

Расчет сопротивления циклическому нагружению производится с учетом асимметрии цикла по амплитудам максимальных условных упругих напряжений цикла, равным произведению местной упругой или упругопластической деформации, определяемой расчетом или экспериментально, на модуль упругости при расчетной температуре; при деформациях, не превышающих деформаций предела текучести, значения условных и действительных напряжений совпадают.

При расчете сопротивления циклическому нагружению, когда приведенные условные упругие максимальные напряжения превышают предел текучести, определение величин («т*) производится по компонентам

деформаций, устанавливаемым экспериментально или из упругопластического расчета. Если размахи напряжений превышают удвоенный предел текучести, определение амплитуд напряжений (<т*р\ производится экспериментально или

расчетом по величинам деформаций, устанавливаемым по диаграмме циклического деформирования. При отсутствии диаграмм циклического упругопластического деформирования в расчет вводится условная диаграмма циклического деформирования, получаемая удвоением величин деформаций и напряжений кривой статического растяжения при расчетной температуре[38].

Разрушающие амплитуды а* условных упругих напряжений для конструкции при заданном числе циклов до разрушения N или число циклов до разрушения N при заданной разрушающей амплитуде сг* по критерию усталостного разрушения (жесткое нагружение) определяются по формуле [38]

Е' 100 и , /1 11\ -+-(1.11)

<7*

а

1 -г* а!в 1 -г

где Е1 - модуль продольной упругости; ! - относительное сужение; <т'в - предел прочности;

г* - коэффициент асимметрии условных упругих напряжений; тр - характеристика металла.

Для уточненной оценки величин а* и N по критериям усталостного разрушения допускается использование формулы [38]

100 сг'

Ь 77^-7 +-0-12)

к 1-г* 1-г

где те - характеристика материала.

Разрушающие амплитуды сх*а условных упругих напряжений для конструкции при заданном числе циклов до разрушения N или число циклов до разрушения N при заданной разрушающей амплитуде <г* по критерию усталостного разрушения (мягкое нагружение) определяются по формуле [38]

. АЕ' , ч2 1 -г. 100 от!, п

—(а^—Ы-- +-^-, (1.13)

2 100 - у/в 1 +

где А - характеристика свойств материала;

у/'в - относительное сужение образца при напряжениях, равных

пределу прочности; Ш] - характеристика материала, зависящая от циклических свойств и асимметрии цикла напряжений; Для уточненной оценки величин <т* и N допускается использование формулы [38]

. АЕ' - Ю0 ст'в ,ллл.

а =-(а)ю-1п-+-\-. (1.14)

а Д^Л <т)пр 2 ^ ^

1 — Г

Допускаемые амплитуды условных упругих напряжений \т*а ] и чисел циклов [Ы] получаются как минимальные, исходя из условий

Ю = и [N1*, (1.15)

где

- разрушающие амплитуды условных упругих напряжений и число циклов по уравнениям (1.11)-(1.15);

па, пк - коэффициенты запаса. Вводя запасы па, пм в уравнения (1.11), (1.13), получим систему двух уравнений для определения [<т*а ] и [Ы] по критериям усталостного разрушения:

£'!„. 100

ю=--• 0-16)

"Л41ЛТ+Р-] +

1 -г ав 1-г

Е'Ъ 100

Ю =-0.17)

Заключение диссертации по теме «Машины и агрегаты нефтеперерабатывающих и химических производств», Калашников, Сергей Александрович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана и изготовлена экспериментальная установка для испытаний на усталостную прочность образцов диаметром от 1 до 5 мм, с частотой нагружения от 1 до 40 циклов в минуту, изготовленных из сталей, применяемых для изготовления аппаратов, работающих в нефтепереработке и в нефтехимии, оснащенная комплексом разнообразных приборов и устройств. Установка позволяет реализовать поперечный изгиб при вращении круглых консольных образцов в диапазоне температур (20 - 300°С) и давлений (0,1-5 МПа).

2. Установлена существенная зависимость усталостной долговечности стали 09Г2С от адсорбционного действия вакуумного газойля как поверхностно-активного вещества. Выявлено пороговое значение приложенных в цикле амплитудных напряжений (-300 МПа), разделяющее эффект на два механизма проявления. При а>300МПа превалирует расклинивающее действие поверхностно-активных веществ, а при меньших напряжениях - его пластифицирующее действие.

3. На основе анализа расчетных и экспериментальных данных введен поправочный коэффициент, позволяющий объективно оценивать долговечность в условиях адсорбционной усталости аппаратов нефтехимии и нефтепереработки из стали 09Г2С.

4. Разработаны рекомендации применимости поправочного коэффициента при расчетах на усталостную прочность и долговечность по формулам ГОСТ 25.859. Рекомендовано использовать поправочный коэффициент для стали 09Г2С в среде вакуумного газойля при амплитудах исследуемого в работе диапазона напряжений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Калашников, Сергей Александрович, 1998 год

ЛИТЕРАТУРА

1.Карзов Г.П., Леонов В.П., Тимофеев Б.Т. Сварные сосуды высокого давления: Прочность и долговечность. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982.-287 с.

2. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. - М.: Машиностроение, 1990. -448 с.

3. Smith Т.A., Warwick R. G. Summary of reported vessel defects for the period 1962 - 1978 and their relevance to nuclear primary circuits.// Structural Safety and Reliability//Eds. T. Moan, M. Shinozuka. Amsterdam, Oxford, New York: Elsevier, 1981. - P. 451-465.

4.Понамарев С.Д. и др. Расчеты на прочность в машиностроении,- М.: Машгиз, 1959. - Т. I-III.

5. Серенсен С.В., Когаев В. П., Шнейдерович Р. М. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. - М.: Машиностроение, 1975,- 488 с.

6. Писаренко Г.С. и др. Прочность материалов и элементов конструкций в экстремальных условиях. - Киев: Наукова думка, 1981,- Т. I - Д.- 1306 с.

7. Махутов Н.А. и др. Прочность конструкций при малоцикловом нагружении. -М.: Наука, 1983.-270 с.

8. Нормы расчета на прочность элементов реакторов, парогенераторов, сосудов и трубопроводов атомных электростанций, опытных и исследовательских ядерных реакторов и установок. - М.: Металлургия.- 406 с.

9. Boiler and Pressure Vessel Code, ASME. N. Y., 1977, - P. 376.

10. ГОСТ 25.504. Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости. - М.: Изд-во стандартов, 1982. -80 с,

11. ГОСТ 25.859. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках.-М.: Изд-во стандартов, 1983.-30с.

12. Сборник Прочность при малом числе циклов нагружения: Сб.научн.тр,-М.: Наука, 1969.

13. Шнейдерович P.M. Сопротивление малоцикловому деформированию и разрушению // Проблемы прочности. -1971. - № 2.

14. Романов А.Н. Разрушение при малоцикловом нагружении. - М.: Наука, 1988.

15. Федоров В.В. Термодинамическое представление о прочности и разрушении твердого тела// Проблемы прочности. - 1971. - № 1. - С. 32-34.

16. Леонов М.Я., Панасюк В.В. Развитие мельчайших трещин в твердом пеке// Прикладная механика. - Киев, 1959. Т. 5. Вып. 4. - С. 391-401.

17. Wells A.A. Proceedings Granfield Crack Propagation Symposium, 1961.-Vol. 1,-P. 71-77.

18. Wells A.A. Application of fracture mechanics at and beyond general Yielding// British Welding Journal. Nov.- 1963. - P. 63-74.

19. Dugdale D.S. Yielding of steel sheets containing slits // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 1960. - Vol. 8. - P. 211-217.

20. Paris P.C. Fracture Mechanics Approach to Fatigue, Sagamore Army Matls Research Conference, 10-th Fatigue - interdisciplinary Approach - Proc. Aug. 1316, 1963.-P. 320-323.

21. Формэн К., Корни Ф., Энгл J1. Чиссленное исследование распространения трещин в циклически нагруженных конструкциях // Теоретические основы инженерных расчетов. Cep.D. - 1967. 1-89. - № 3. - С. 8-15.

22. Махутов Н.А. Деформационные критерии малоциклового и хрупкого разрушения: Автореф. дис.... д-ра техн.наук. - М.: ИМАШ, 1973. - 71 с.

23. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. - М.: ИЛ, 1954. - 648 с.

24. Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. - М.: Машиностроение, 1975. - 488 с.

25. Талыпов Г.Б. Пластичность и прочность стали при сложном нагружении. -Л.: ЛГУ, 1968. - 134 с.

26. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. - М.: Машиностроение, 1974.-838 с.

27.Гусенков А.П. Закономерности малоциклового и длительноциклового-циклического разрушения: Автореф. дис....д-ра техн. наук. - М.: ИМАШ, 1976.- 51 с.

28. Москвитин В.В. Пластичность при переменных нагружениях. - М.: МГУ, 1965.-263 с.

29. Мэнсон С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость. - М.: Машиностроение, 1974. - 344 с.

30. Прочность при малоцикловом нагружении / Под ред. C.B. Серенсена. - М.: Наука, 1975. ж

31. Прочность при малом числе циклов нагружения / Под ред C.B. Серенсена. -М.: Наука, 1969.-285 с.

32. Трощенко В.Т. Усталость и неупругость металлов. - Киев: Наукова думка, 1971.-267 с.

33. Шнейдерович P.M. Прочность при статическом и повторностатическом нагружениях. - М.: Машиностроение, 1968. - 343 с.

34. Morrow J.D. Cyclic Plastic Strain Energy and Fracture of Metals. - Philadelphia: ASTM, STP. - 1965. - N 378. - P. 45-87.

35. Сопротивление деформациям и разрушению при малом числе циклов нагружения / Под ред. C.B. Серенсена. М.: Наука, 1967. - 170 с.

36. Серенсен C.B., Шнейдерович P.M., Гусенков А.П. и др. Прочность при малоцикловом нагружении. - М.: Наука, 1975. - 285 с.

37. Испытания при малоцикловом нагружении // Научно-техническое сотрудничество стран - членов СЭВ: Методические указания. - М.: МЦНТИ, 1986. - 88 с.

38. Расчеты прочности элементов конструкций при малоцикловом нагружении//Научно-техническое сотрудничество стран - членов СЭВ: Методические указания .- М.: МЦНТИ, 1987. - 41 с.

39. Карпенко Г. В. Влияние среды на прочность и долговечность металлов. -Киев : Наукова думка, 1976. - 124 с.

40. Стеклов О. И. Стойкость материалов и конструкций к коррозии под напряжением. - М.: Машиностроение, 1990. - 384 с.

41. Кеше Г. Коррозия металлов. Физико - химические принципы и актуальные проблемы / Пер. с нем. - М.: Металлургия, 1984. - 400 с.

42. Коррозионная стойкость оборудования химических производств. Способы защиты оборудования от коррозии: Справ, изд. / Под ред. Б. В. Строкона, А. М. Сухотина. - Д.: Химия, 1987. - 280 с.

43. Пахмурский В.И. Коррозионная усталость металлов. - М.: Металлургия, 1985.- 207 с.

44. Эванс Ю.Р. Коррозия и окисление металлов / Пер. с англ. - М.: Машгиз, 1962. - 856 с.

45. Акимов Г.В. Основы учения о коррозии и защите металлов. - М.: Металлургиздат, 1946. - 464 с.

46. Томашов Н.Д. Теория коррозии и защиты металлов. - М.: АН СССР, 1959. -592 с.

47. Рябченков A.B. Коррозионно-усталостная прочность стали. - М.: Машгиз, 1953. - 179 с.

48. Карпенко Г.В. Прочность стали в коррозионной среде. - М.: Машгиз, 1963.188 с.

49.Лихтман В.И., Ребиндер П.А., Карпенко Г.А. Влияние поверхностно-активной среды на процессы деформации металлов. - М.: АН СССР, 1954,208 с.

50. Абдуллин И.Г., Худяков" М.А. Учет механических явлений при малоцикловой коррозионной усталости: Тез.докл. // Актуальные проблемы нефти и газа. - Уфа, 1984. - с. 13

51. Абдуллин И.Г. Повышение долговечности напряженных нефтегазовых трубопроводов в условиях воздействия грунтовых и транспортируемых

активных сред. : Дис.... док-pa тех наук. - Уфа, 1989. - 462 с.

52. Абдуллин И.Г. Эксплуатационная надежность и долговечность нефтехимического оборудования в условиях коррозионно - механического нагружения // Надежность обоснования, производств и автоматизированных систем в химических отраслях промышленности: Тез. док. 1-й Всесоюзной научно-технической конференции. НХП-1-87. - Уфа, 1987. - 144 с.

53. Абдуллин И.Г. и др. Определение малоцикловой усталостной долговечности материалов металлоконструкций по кинетике изменения микродеформации кристаллической решетки // Нефть и газ. - 1984. - №7. -83-87 с.

54. Зайнулин P.C., Шарафиев P.C., Ямуров Н.Р. Определение остаточного ресурса элементов конструкций. Методические рекомендации // МИБ СТС,-1996. - 160 с.

55. Зайнулин P.C. Механика катастроф // МИБ СТС. - 1997. - 426 с.

56. Карпенко Г.В., Кацов К.Б., Кокотайло И.В., Руденко В.П. Малоцикловая усталость сталей в рабочих средах. - Киев : Наукова думка, 1977. - 109 с.

57. Ткачев В.И. и др. Влияние параметров циклического нагружения на малоцикловую усталость в средах // ФХММ. - № 4. - 1966. - С. 457-459.

58. Orowan Е. Stress concentrations in steel under cyclic load // Weld Journal.- 1952. -№6,31. - P. 273-282.

59. Tavemelli J.F., Coffin L.F. Experimental support for generalized equation predicting low-cycle fatigue. - Trans. ASME, 1962, D4. - P. 533-537.

60. Карпенко Г.В. Прочность стали в коррозионной среде. - М.-Киев: Машгиз, 1963.

61. Ужик Г.В. Вопросы расчета и конструирования деталей машин. - М.: Изд-во АН СССР, 1942.

62. Кудрявцев И.В., Сосновский Н.М. Сопротивление усталости крупных пластинчатых деталей и методы ее повышения// Вестник машиностроения,

1959. №1,- С. 42-45.

63. Кудрявцев П.И. Об эффекте масштаба при малоцикловой усталости материалов // Заводская лаборатория. - 1970. - № 3. - С. 331-333.

64.Шавров Ю.Н. Исследование масштабного фактора на усталостную прочность судостроительных конструкционных материалов // Труды НТО судостроительной промышленности им. А.Н. Крылова. - № 74. - JI., 1966. С. 39-42.

65. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. - М.: Металлургия, 1975. -456 с.

66. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов: Справочное пособие. Е. I. - М.: Машиностроение, 1974.- 320 с.

67. Школьник JI.M. Методика усталостных испытаний: Справочник. - М.: Металлургия, 1978. - 304 с.

68. Карпенко Г.В., Похмурский В.И., Каличак Т.Н. // Заводская лаборатория, 1971. -№ 10. -С. 1243-1246.

69. A.c. № 356512 СССР / Г.В. Карпенко, Р.Г. Погорецкий, В.И. Похмурский и др; Опубл. в Б.И. - 1972. -№ 32. - С. 72.

70. Карпенко Г.В., Ткаченко H.H., Копчушко Б.Ф. и др. // Физико-химическая механика материалов, 1971. - №2. - С. 82-84.

71.Яцкевич С.И., Науменков Н.Е. // Заводская лаборатория, 1957. - № 6. - С. 734 - 738.

72. Кушнаренко В.М., Фот А.П., Узяков Р.Н. // Заводская лаборатория, 1991,-№7.-С. 47-48.

73. Машины и установки для испытаний при термомеханическом малоцикловом нагружении: Методические указания. - М., 1988. - 42с.

74. Лоцов К.Б., Руденко В.П., Заруцкий Г.Я. // Вестник машиностроения, 1975,-№1,- С. 66-68.

75. Усталость металлов. - М.: Изд-во АН СССР, 1960.

76. Карпенко Г.В., Ткаченко H.H., Зафийовский Ю.М. // Заводская

лаборатория. - 1972. - № 8. - С. 994-995.

77. Тушинский Л.И., Тихомирова Л.Б., Муратов В.М., Сизых Н.М. // Заводская лаборатория. - 1973. - № 4. - С. 491-492.

78.Горобец Г.К., Кузьмин Н.Ф., Шинкаренко В.И., Решетникова Е.К. //Заводская лаборатория. - 1974. - № 3. - С. 330-331.

79. Ривкин Е.Ю., Васнин A.M. // Заводская лаборатория. - 1971. - № 5. - С. 611612.

80.. Ральцевич Н. В. // Заводская лаборатория. - 1959. - № 3. - С. 356-357.

81. Земское Г. В. // Заводская лаборатория. - 1975. - № 4. - С. 484-485.

82. Липский И.В., Малькевич A.B. // Заводская лаборатория. - 1972. - № 5. -С. 612—613.

83.Вейбул В. Усталостные испытания и анализ их результатов. - М.: Машиностроение, 1964. -275с.

84. Карпенко Г.В., Кацов К.Б., Кокотайло И.В., Руденко В.П. Малоцикловая усталость сталей в рабочих средах. - Киев.: Наукова думка, 1977. - 112 с.

85. Кацов К.Б., Куслицкий А.Б. и др. Установка для программных испытаний листовых материалов на малоцикловую усталость в рабочих средах //Физико-химическая механика материалов. - 1975, - №2. - С. 112.

86. Кудрявцев И.В., Саввина Н.М. Исследование усталостной прочности соединений, выполненных электрошлаковой сваркой на образцах большого сечения //Сварочное производство. - 1956. - №11. - С. 1-6.

87. Серенсен С.В., Гарф М.Э., Кузьменко В.А. Динамика машин для испытаний на усталость. - М. : Машиностроение, 1967. - 460 с.

88. Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов: Справочник. - Киев: Наукова думка, 1987. - Т. 1. -510с.

89. Поведение стали при циклических нагрузках /Под ред. В.Даля - М. : Металлургия, 1983. -568 с.

90. Гольдштейн М.И., Литвинов B.C., Бронфин Б.Н. Металлофизика высокопрочных сплавов. - М.: Металлургия, 1986. - 321 с.

91.Лихтман В.И. Адсорбционный эффект понижения прочности // Физ. энциклопед. Словарь. - Т. 1, 24. - 1960.

92. Rehbinder P. Z. phys., 72, 191 (1931) 16; П. А. Ребиндер // Ж. техн. Физики, 2, 726 (1932); П.А. Ребиндер, H.A. Калиновская // Ж. физ. Химии. - 5, 3 (1934).

93. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах // Физико-химическая механика: Избранные труды. - М.: Наука, 1979. - С. 384.

94. Дерягин Б. В., Кусанов M. М. // Изв. АН СССР, ОМЕН. Сер. Химия. - № 5, 41. - 1936.

95. Ребиндер Л.А., Логинов Г.И.. //. Докл. АН СССР. -№ 31, 489. -1941.

96. Obreimow I. Proc. Roy. Soc., A. 127, 270 (1930).

97. Ребиндер П.A., Лихтман В. . // Докл. АН СССР. - № 56, 723. - 1947.

98. Акимов Г.В. // Докл. АН СССР. - № 47, 567. -1945.

99. Лихтман В.И., Ребиндер П.А., Янова Л.П. // Докл. АН СССР. - № 56, 827. -1947.