237 / 397
Материаловедение, динамика и прочность машин и механизмов
237
Используя условия пластической несжимаемости, было вычислено эксперименталь-
ное значение максимальной интенсивности остаточных деформаций на внутренней поверх-
ности модели:
ε
0
i
= 11,7%.
(7)
Численное моделирование возникающих в процессе разрушения экспериментальной
модели упругопластических деформаций проводилось с использованием фактических диа-
грамм деформирования материалов [3], использованных при изготовлении сосуда со штуце-
ром (различие в свойствах материалов сварного шва и корпуса при этом не учитывалось).
Решение упругопластической задачи проводилось с определенным шагом по нагрузке, во
время изменения которого свойства материала модели изменялись в зависимости от достиг-
нутого уровня напряжений.
Для вычисления расчетных остаточных деформаций модель штуцерного узла нагру-
жается в два этапа. Первый этап включал приложение основной нагрузки на модель – избы-
точное внутреннее давление, второй этап предусматривал разгрузку модели, имитируя про-
цесс её разгерметизации вследствие разрушения. При разгрузке в расчетной модели учиты-
валось внутреннее давление малой величины – 0,01 МПа. Дискретизация расчетной модели
сосуда представлена на рис. 2.
Рис. 2. Расчетная модель штуцерного узла сосуда давления
При численном пошаговом нагружении экспериментальной модели было определено
расчётное значение давления разрушения
р
вр
, соответствующее экспериментально установ-
ленному значению остаточных деформаций на нижней поверхности штуцера ε
0
i
= 11,7% (см.
равенство (7)). При схематизации диаграмм деформирования с учетом площадки текучести
(
1,8%) и с учетом упрочения расчётное значение
р
вр
составило 70 МПа. Результаты нели-
нейного анализа приведены на рис. 3.
Сопоставление расчётного значения
р
вр
= 70 МПа и фактического давления
разрушения
р
вф
= 77,7 МПа показывает, что при учёте всех основных особенностей реальной
кривой деформирования использованных материалов погрешность расчётного определении
давления разрушения сосуда со штуцером в рассмотренном случае не превышает 10%.