Влияние сварочных напряжений на прочность сварных соединений при переменном нагружении

Положительное влияние сжимающих напряжений на работо­способность сварных соединений и конструкций при переменном на­гружении подтверждается опытом эксплуатации реальных конструк­ций: сжимающие напряжения повышают, а растягивающие напряжения понижают усталостную прочность.

Особенно существенно влияние остаточных сварочных растя­гивающих напряжений при наличии концентраторов, именно в их рай­оне в первую очередь возникают разрушения от усталости.

Степень отрицательного влияния растягивающих напряжений зависит от уровня эксплуатационных напряжений и коэффициен­та концентрации напряжений. Чем выше рабочие напряжения и чем больше концентрация напряжений, тем меньше доля влияния рас­тягивающих напряжений, и наоборот, при невысоких рабочих на­пряжениях и малых концентрациях напряжений относительное от­рицательное влияние растягивающих остаточных напряжений проявляется сильнее. Объясняется это тем, что остаточные свароч­ные напряжения являются собственными, т. е. взаимно уравнове­шенными, и если при первых же циклах нагружения в перегружен­ных зонах произошла пластическая деформация, в результате которой остаточные напряжения понизились, то собственные на­пряжения самопроизвольно не восстанавливаются. Поэтому при высоких рабочих напряжениях и высокой концентрации напряже­ний на первых же циклах нагружения возникают пластические де­формации от суммы рабочих и остаточных напряжений. Кроме того, значительная концентрация напряжений по своему влиянию пре­валирует над собственными напряжениями. При небольшой кон­центрации напряжений остаточные растягивающие напряжения сохраняют свой высокий уровень в процессе эксплуатации и уве­личивают средние напряжения цикла, тем самым понижая вынос­ливость.

Сказанное выше подтверждает, что наиболее эффективным способом повышения усталостной прочности является создание в зоне концент­рации напряжений сжимающих остаточных напряжений (путем повер­хностного наклепа, местного нагрева, обжатия смежных с концентрато­ром зон металла и др.).

Комментарии закрыты.