Разделим переменные и проинтегрируем
Условно обозначим , тогда интеграл преобразуется к табличному и его решение имеет вид
Данную формулу используют при высокочастотном нагружении и большом числе циклов нагружении при действии сравнительно малых напряжений (обычная усталость), когда усталостные повреждения накапливаются параллельно с повреждениями от ползучести. Сосуды, аппараты и трубопроводы нефтегазовой промышленности в течение своего жизненного цикла испытывают обычно малое число циклов нагружении (от нескольких сотен или тысяч) с медленной скоростью. При этом процесс накопления повреждений, приводящих к последующему разрушению, является в основном следствием ползучести (малоцикловая усталость). Поэтому для условий ползучести и малоцикловой усталости принимают бmin= 0.
Начальную длину l0 можно принять: равной нулю, если объект новый и нет других данных; по данным УЗК или измерительного контроля; равной 1...2,2 мм - размеру трещины, пропускаемому большинством методов НК.
Конечную длину трещины lк, при которой происходит долом конструкции, определяют из условия
отсюда
Критический коэффициент интенсивности напряжений К1с определяют по результатам соответствия испытаний ГОСТ 25.506-85 «Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении».
Пример. Имеется резервуар, работающий под давлением, максимальные напряжения в стенке атах = 300 МПа, критический коэффициент интенсивности напряжений К1с = 100 МПам1/2.
Тогда
Предположим, что в сероводородной среде из-за охрупчивания К1с уменьшился до 50 МПа м1/2. Тогда
Раскрытие трещины, предшествующее полному разрушению, может привести к разгерметизации конструкции, что для технологического оборудования в большинстве случаев является недопустимым. Для обеспечения герметичности необходимо, чтобы длина трещины не превышала толщину стенки конструкции. Условие трещиностойкости по критерию «течь перед разрушением» может быть записано в виде
где S — толщина стенки элемента; пе - коэффициент запаса по критическому размеру дефекта.
Достарыңызбен бөлісу: |