Дослідження закономірностей накопичення втомних пошкоджень у зварних з’єднаннях

Abstract

Експериментально досліджено вплив послідовності прикладення навантажень (зростаючої, спадаючої та квазівипадкової) на циклічну довговічність зварних з’єднань низьколегованої сталі 09Г2С при багатоступеневому та блоковому навантаженнях. За гіпотезою лінійного підсумовування втомних пошкоджень встановлено відповідні граничні значення накопиченої втомної пошкодженості до руйнування зразків залежно від виду та послідовності прикладених навантажень. Показано, що при блоковому навантаженні зварних з’єднань порядок прикладення навантажень у блоці істотно не впливає на значення накопиченої втомної пошкодженості таврових зварних з’єднань, які знаходяться у діапазоні від 0,60 до 0,97.

The paper is devoted to establishing the regularities of fatigue damage accumulation in welded joints at multistep and block loading with different sequences of load application in the block. Fatigue testing was conducted on specimens of welded tee-joints of low-alloyed structural steel 09G2S at zero-to-tension alternating cycle with the frequency of 5 Hz. Different sequences of load application (increasing, decreasing or quasirandom) were assigned by 5 loading steps. Hypothesis of linear summation of fatigue damage was used to establish the respective boundary values of accumulated fatigue damage of specimens, depending on the kind and sequence of applied loading. It is shown that at multistep loading of welded joints, the sequence of load application essentially influences cyclic fatigue life of welded joints. Boundary values of accumulated fatigue damage of the joints before fracture at increasing sequence of applied loading are in the range from 0.32 to 0.56, at decreasing sequence – from 1.48 up to 1.97 and at quasirandom sequence – from 0.84 to 1.24. Thus, the sequence of load application to welded joints causes an opposite effect in terms of regularities of fatigue damage accumulation compared to base metal. It is established that the range of boundary values of accumulated fatigue damage at block loading (0.60…0.97) is four times narrower than the range of values of boundary total damage at multistep loading (0.32…1.97). While calculating the cyclic fatigue life of welded joints subjected to block loading by the hypothesis of linear summation of fatigue damage, it is recommended to take boundary value of accumulated fatigue damage of 0.6 as the damage criterion.