Page 54 - Zmist-n3-2015-new

тріщини, еквівалентної до реальної в основному металі (рис. 5a) та зварному шві
(рис. 5b).
Розрахунок засвідчив (рис. 5), що максимально допустимий розмір тріщини
r 0, яка не розвивається за заданого рівня навантаження p = 140 МPа, становить
–3 –4
2,5×10 m для основного металу та 4,45×10 m для металу шва зварного з’єднан-
ня зі сплаву 1201-Т.

Рис. 5. Номограми залишкової довговічності зварного елемента конструкції
зі сплаву 1201-Т із внутрішньою плоскою втомною тріщиною для різних значень
зовнішнього навантаження (R = 0,3): 1 – p = 140 МPа; 2 – 120; 3 – 100;
a – основний метал, b – зварний шов.
Fig. 5. Residual lifetime nomograms of welded structure element made of 1201-T alloy
with internal plane fatigue crack for various values of external loading (R = 0.3):
1 – p = 140 MPa; 2 – 120; 3 – 100; a – base metal, b – weld.

ВИСНОВКИ
За енергетичним підходом механіки руйнування побудовано розрахункову
модель розвитку плоскої втомної тріщини у тривимірному деформівному тілі.
Модель апробовано під час випробувань зразків ділянок зварного з’єднання алю-
мінієвого сплаву 1201-Т, а КДВР цих зразків виявили добре узгодження розра-
хунку із експериментом. На основі моделі та результатів випроб знайдено невідо-
мі фізико-механічні параметри матеріалу зон зварного з’єднання сплаву та побу-
довано номограми його довговічності. Виявлено, що втомна тріщина у металі
зварного шва розвивається значно швидше, ніж в основному металі.
РЕЗЮМЕ. На основании энергетического подхода механики разрушения построена
расчетная модель распространения плоской усталостной макротрещины в трехмерном де-
формируемом упругопластическом теле. Получено кинетическое уравнение для определе-
ния периода докритического ее роста, который соответствует остаточной долговечности
элемента металлоконструкции с трещиной при циклическом нагружении. Для апробации
модели и нахождения неизвестных физико-механических констант материала исследова-
ны образцы участков сварного соединения алюминиевого сплава 1201-Т. Эксперимен-
тальные кинетические диаграммы усталостного разрушения этих образцов свидетельству-
ют о хорошем соответствии расчета и эксперимента. По результатам теоретико-экспери-
ментальных исследований построены номограммы остаточной долговечности металла
шва и основного металла сварного соединения сплава.

53