Поверочный расчет на хрупкую прочность

При исследовании разрушенных конструкций или опытных образцов необходимо установить характер разрушения основного металла, сварных швов, болтов и заклепок (пластический, хрупко-пластический или хрупкий).

К особенностям пластического разрушения относятся длительность процесса разрушения, наличие «шейки» и матовый, волокнистый излом. При хрупко-пластическом разрушении имеется небольшая «шейка», на изломе прослеживается две области: наружная - имеет матовый, волокнистый вид, внутренняя - блестящий кристаллический вид. Хрупкое разрушение происходит мгновенно без образования «шейки» при напряжениях намного меньших предела текучести, излом имеет блестящий кристаллический вид.

Одним из основных факторов, вызывающих переход стали в хрупкое состояние, является воздействие отрицательных температур. При понижении температуры происходит уменьшение показателя ударной вязкости (рис. 6.4). Для характеристики хладостойкости для каждой стали установлен порог хладостойкости (температура, при которой ударная вязкость составляет значение Ak < 0,3 кДж/м .


Значение порога хладостойкости стали зависит от ряда факторов:

- способа выплавки (более хладостойки - мартеновские и кислородно-конверторные, менее хладостойки - электростали (бессемеровские);

- степени раскисления (менее хладостойкая - кипящая, более хладостойкая - спокойная);

- толщины металлопроката (чем толще прокат, тем менее хладостоек);

- наличия термообработки (закаленные стали более хладостойки).

Концентраторы местных напряжений (особенно, расположенные перпендикулярно к направлению растягивающих напряжений) способствуют хрупкому разрушению стали. В процессе обследования таким участкам необходимо уделять особое внимание. Хрупкая трещина возникает при действии растягивающих напряжений в местах резкой концентрации напряжений в стальных элементах толщиной более 6...7 мм. Примеры концентраторов напряжений в сварных конструкциях приведены на рис. 6.5.


Поверочный расчет на хрупкую прочность для центрально и внецентренно растянутых элементов, обладающих пониженной хладостойкостью производится из условия



Если условия (6.6), (6.7) не выполняются, дальнейшая эксплуатация конструкции без специальных мероприятий не допускается.