ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ
Учет остаточных напряжений при проектировании сварных конструкций надлежит рассматривать с разных позиций.
Принято полагать, что в сварных конструкциях из материалов, обладающих достаточной пластичностью (низкоуглеродистых сталей, многих низколегированных, аустенитных высоколегированных сталей, алюминиевых сплавов и др.), остаточные напряжения при сварке не оказывают влияния на прочность, и учет их при проектировании производить не следует. К сказанному надлежит сделать ряд добавлений.
Это остается верным при условии, если элементы имеют толщину, не превышающую 50—80 мм, при сварке не образуется остаточных напряжений объемного характера, и сварные соединения не имеют острых концентраторов напряжений и скученных швов.
Следует учитывать влияние температуры эксплуатации сварных конструкций на изменение пластических и вязких свойств соединений. При достаточно низких температурах, например ниже —60° С, часто наблюдается переход металла сварных соединений из пластичного в хрупкое состояние. При этом остаточные напряжения, вызванные сваркой, могут проявлять свое отрицательное влияние на несущую способность сварных конструкций. Обобщая, можно констатировать, что остаточные напряжения безвредны для несущей способности при условии, если сварные изделия не теряют своих пластических свойств.
Какие следует принять меры, если низкая температура эксплуатации, значительная толщина элементов, концентраторы большой остроты вызывают понижение пластических свойств сварных соединений. Численный учет остаточных напряжений не имеет практического смысла, так как их огромные величины способны дезориентировать проектантов. Всегда имеют место зоны, где остаточные напряжения оказываются выше допускаемых. Сумма остаточных напряжений и напряжений от полезных нагрузок окажется недопустимо большой. Приходится полагаться на большой мировой опыт эксплуатации не только сварных, но и литых, прокатных и других элементов, имеющих высокие остаточные напряжения, не учитываемые при аналитическом расчете на прочность.
При оценке несущей способности сварных конструкций, работающих под статическими нагрузками, достаточно надежной характеристикой безопасной работы является запас пластичности соединений, определяемый, как показано в разделе 2 гл. III. Определение запаса пластичности еще не вошло в широкую практику проектирования сварных конструкций. Этот метод требует опытного изучения поведения узлов разных типов и материалов при эксплуатационных и разрушающих режимах нагружений. Опыт в этом направлении надо накапливать.