Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101

ав - предел прочности (временное сопротивление, максимальное условное напряжение);

Тв - максимальное относительное равномерное поперечное сужение (в момент достижения ав);

Тк - относительное поперечное сужение в момент раз -рыва;

ак - условное напряжение в момент разрыва.

Все указанные величины определяются из диаграммы деформирования и разрушения гладкого образца (рис. 3.2).

По измеренному значению растягивающей силы! Q вы!чис-ляют условное напряжение по формуле

ст = Q / F0, (3.1)

где F0 = hb - исходная площадь поперечного сечения образца; h, b - соответственно толщина и ширина образца.

По этой формуле находят величины а02, ав, ак, в соответствующих точках А, В K диаграммы деформирования образца (см. рис. 3.2).

Условные деформации е определяют по формуле

8 = А1 / L, (3.2)

Рис. 3.2. Диаграмма деформирования материала:

I - область равномерного деформирования; II - область растяжения с образованием шейки

где AL - изменение длины! этого участка при деформировании образца; L - длина базового (расчетного) участка образца.

Относительное сужение в момент разрыва Тк определяют по изменению толщины образца в изломе по формуле

Ч>, =Ah / h = h - h,/ h, (3.3)

где Ah - изменение толщины образца; h - исходная толщина образца; hк - толщина образца в изломе, измеренная в середине поперечного сечения (рис. 3.3).

Максимальное относительное равномерное сужение Тв определяется по этой же формуле (3.3), но изменение толщины образца Ahв = h - hв измеряют вдали от места разры!ва (в неразрушенном сечении):

Т =Ah / h = h - h,/ h. (3.4)

Предложенный способ определения величин Тк и Тв отличается от стандартной методики ГОСТ 1497-84 и отражает условия деформирования металла трубы (условия плоской деформации по длине трубы!). Параметры! Тк и Тв характеризуют запас пластичности материала трубы.

По полученной диаграмме деформирования (а - е) строят истинную диаграмму деформирования материала, которая учитывает изменение поперечного сечения образца при деформировании. Истинную деформацию (е) и истинное напряжение (s) определяют по формулам:

e = ln(8); s = а(1+8). (3.5)

И стинную диаграмму деформирования (s - е) аппроксимируют следующими формулами:

s = Бе при е< е ;

Рис. 3.3. К определению параметра :

пунктирный контур - сечение образца до испытаний; сплошной контур - сечение образца в изломе

s = ат(е/ет)" при e > вт . (3.6)

Здесь пределы упругости (пропорциональности) по напряжениям ат и деформации ет вычисляют по формулам:

"02

(0,002£ + а02 f

вт = ат/Е. (3.7)

Значение показателя степени m определяют из аппроксимирующей формулы (например, методом наименьшим квадратов). Допускается оценка параметра m по формуле

m = In (1+8в ), (3.8)

где 8в - условная деформация в момент достижения предела прочности ав (см. рис. 3.2).

Таким образом, величины а02, ав, Тв, Тк, m являются основными расчетными величинами, получаемыми из механических испытаний гладких образцов. Эти величины следует определять по трем образцам как среднее арифметическое результатов испытаний.

Образцы с трещиной получают из гладких образцов нанесением поперечной трещины по ширине (см. рис. 3.1). Для этого предварительно наносят острый надрез на глубину ( h/2 - 2 мм), затем усталостным нагружением (циклическим изгибом или циклическим растяжением) выращивают трещину на глубину 2 мм. Суммарную глубину надреза и трещины уточняют после испытаний по излому. Для пластических сталей (с относительным сужением Тк больше 0,3) допускается не вы1ращивать усталостную трещину. При этом глубина надреза должна быть 0,5h, радиус скругления в вершине надреза должен быть не более 0,1 мм. Для этого вершину надреза обрабатывают специальным остро наточенным резцом-ножом.

Образцы с трещиной (надрезом) испытывают растягивающей нагрузкой до разрушения. По результатам испытаний определяют следующие величины:

Ос - разрушающая нагрузка;

d - суммарная глубина надреза плюс трещины;

b, h - соответственно ширина и толщина образца (исходные значения).

Результаты испытаний образцов с трещиной обрабатывают следующим образом.