Расчет поврежденности элементов металлических конструкций с концентраторами напряжений при многоцикловой усталости
Автор: Евграфов Виталий Сергеевич, Цэндин Илья Константинович, Мельников Борис Евгеньевич, Шерстнев Владимир Алексеевич, Мочалов Михаил Алексеевич
Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy
Рубрика: Металлические конструкции
Статья в выпуске: 4 (19), 2014 года.
Бесплатный доступ
Работа посвящена вопросу обеспечения усталостной прочности металлических конструкций. Вопросы подобного рода обычно рассматривают уже на стадии проведения проектировочных расчетов. Предлагается модифицированная δ - модель оценки поврежденности, которая основана на энергетических критериях с использованием экспериментальных данных на лабораторных образцах с различными типами концентраторов. Получаемые оценки основаны на учете максимальных значений градиентов напряжений в зонах концентраторов.
Усталость малоцикловая, многоцикловая, строительные металлические конструкционные элементы, концентраторы напряжений, градиенты деформаций, напряжений, пластические деформации, поврежденность, долговечность
Короткий адрес: https://sciup.org/14322104
IDR: 14322104 | УДК: 69
Calculation estimate of damage for metal construction elements with stress concentrators during high-cycle fatigue
This article is about the one of the main questions of ensuring the fatigue strength of steel elements. Questions of this kind are extremely important and usually considered at the designing calculations stage. Modified δ - damage assessment model is based on energy criteria using experimental data on laboratory samples with different types of concentrators. Results are based on the maximum stress gradients values in the concentrator areas.
Список литературы Расчет поврежденности элементов металлических конструкций с концентраторами напряжений при многоцикловой усталости
- Землянский А.А., Вертынский О.С. Опыт выявления дефектов и трещин в крупноразмерных резервуарах для хранения углеводородов//Инженерно-строительный журнал. 2011. №7(25). С. 40-44.
- Petinov S.V., Melnikov B.E. Effect of Prestrain on Fatigue Crack Growth in Low-carbon Steel//Magazine of Civil Engineering. 2011. №3(21). Pp. 71-74.
- СТО 02494680-0049-2005. Стандарт организации. Конструкции стальные строительные Основные принципы расчета на прочность, устойчивость, усталостную долговечность и сопротивление хрупкому разрушению/
- Петинов С.В., Гучинский Р.В. О расчетах долговечности трубчатых конструкций//Инженерно-строительный журнал. 2013. №1(36). С. 39-47.
- Ватин Н.И., Синельников А.С. Большепролетные надземные пешеходные переходы из легкого холодногнутого стального профиля//Строительство уникальных зданий и сооружений. 2012. № 1. С. 47-53.
- Абросимов В.Г. Вопросы усталостного разрушения металлоконструкций двухстворчатых шлюзовых ворот (затворов). Монография./В.Г. Абросимов//М.: Издательство "Альтаир" МГАВТ, 2004. 109 c.
- Павлов П.А. Основы инженерных расчетов элементов машин на усталость и длительную прочность. Л.: Машиностроение, 1988. 252 с.
- Computation and experimental investigation of the fatigue strength of a material in the plane stress state with allowance for stress concentration/Pavlov P.A., Borovkov A.I., Melnikov B.E., Mochalov M.A.//Strength of Materials. 1992. Т. 24. № 1. С.1-5.
- Трощенко В.Т. Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении. Киев: Наукова Думка, 1981. 344 с.
- Трощенко В. Г. Усталость металлов при неоднородном напряженном состоянии. Сообщ. 1. Методы оценки напряженного состояния и результаты исследования//Пробл. Прочности, 2010. № 2. С.5-24.
- Noda N. A., Takase Y. Stress concentration formula useful for all notch shape in a round bar (comparison between torsion, tension, and bending)//Ibid. 2006. 28, No.2. Pp.151-163.
- Ye D., Matsuoka S., Suzuki N., and Naeda Y. Farther investigation of Neuber's rule and the equivalent strain energy density [ESED] method//Int. J. Fatigue. 2004. 26, No. 5. Pp.447-455.
- Ciavarella M. and Meneghetti G. On fatigue limit in the presence of notches: classical vs. recent unified formulations//Int. J. Fatigue. 2004. 26, No. 3. Pp. 284-298.
- Atzori В., Lazzarin Р., and Meneghetti G. Fracture mechanics and notch sensitivity//Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 2003. 26, No. 7. Pp. 257-267.
- Neuber H. Theory of stress concentration for shear-strained prismatic bodies whin arbitrary nonlimar stress-strain low 11 J. Appl. Mech. (Trans. ASME). 1961. 28. Pp. 544-549.
- Naik R. A., Banning D. В., Nicholas G. et. al. A critical plane gradient approach for the prediction of notched HCF life 11 Int. J. Fatigue. 2005. 27. Pp. 481-492.
- Волков И. А., Коротких Ю.Г., Тарасов И. С. и др. Численный анализ усталостной долговечности полосы с отверстием при малоцикловом нагружении. Прикладная механика и технологии машиностроения. Сборник научных трудов. Н. Новгород: Изд-во общества «Интелсервис», 2010. № 2(17). С. 218-229.
- Pavlov P.A., Getsov L.B., Krasnov E.G. Use of strain criterion for a computational evaluation of the failure conditions of materials under a cyclic load in a complex stressed state//Strength of Materials, 1989.Vol. 21, Issue3. Pp. 275-278.
- Гецов Л.Б., Рыбников А.И., Семенов А.С. Сопротивление термической усталости жаропрочных сплавов//Теплоэнергетика. 2009. № 5. С. 51-58.
- Getsov L., Semenov A., Staroselsky A. A failure criterion for single-crystal superalloys during thermocyclic loading//Materiali in Tehnologije. 2008. Т. 42. № 1. С. 3-12.
- Семенов А.С., Носиков А.И., Мельников Б.Е. Описание роста усталостной макротрещины на основе концепции нелокальных континуальных повреждений//Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2002, N3. С. 179.
- Трощенко В.Т. Покровский В.В. Прокопенко А.В. Трещинностойкость металлов при циклическом нагружении. Киев: Наукова Думка, 1987. 256 с.
- Peterson R.E., Application of Stress Concentration Factors in Design//Proceedings of the Society for Experimental Stress 1943. Vol. 1. Pp. 120-129.
- Peterson R. Е. Stress Concentration Factors. -New York: Wiley, 2008. 560 p.
- Доннел, Порди. Усталостная прочность деталей с трещинами Конструирование и технология машиностроения. 1964. Т 2. С.147-159.
- Фомичев П.А., Полак Я. Методика расчета долговечности образцов с концентратором напряжений. Сообщ. 3 Пробл, прочноcти. 1989. С. 100-103.
- Павлов П.А., Боровков А.И., Мельников Б.Е., Мочалов М.А. Расчет и экспериментальное исследование сопротивления усталости материалов при плоском напряженном состоянии с учетом концентрации напряжений//Проблемы прочности. 1992, N1. С. 3-7.
- Мельников Б.Е., Семенов А.С., Семенов С.Г. Многомодельный анализ упругопластического деформирования материалов и конструкций. Современное состояние//Труды ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова. 2010. № 53. С. 85-92.
- Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях переменных во времени. Машиностроение, 1977.232 с.
- Goodman J. Mechanics Applied to Engineering. London: Longmans, 1914. 880 p.
- Шерстнев В.А. Сопутствующий изгиб как ошибка в опытах на осесимметричное нагружение.//Проблемы прочности. 1989. №3. C.115-118.
- Шерстнев В.А. О двух методологических принципах в механике конструкционных материалов.//Труды СПбГПУ, N502. 2007. C. 53-61.
