Оценка прочности сварного шва.

[Jesse 979]

требуется оценить прочность шва в стыке крыша-обечайка радиуса R от усилия F или равномерного давления (упрощённая модель на рис ниже, реальная конструкция сложнее - с рёбрами со всеми делами..).

Вытаскиваю эквивалентные усилия на кромке из МКЭ, используя опцию "Сила свободного тела".

Со срезом всё понятно.

С изгибом не очень...

Чтобы получить изгибные напряжения, нужен момент. Суммарный момент силы М по окружности ноль (данные проги, видимо она как-то суммирует вдоль окружности с учётом знака и получается ~0 ).
Но ведь мы можем аналитически чисто прикинуть M=F*R и далее сигма=M/W, где W - момент сопротивления ? Или так нельзя делать?
По моей методе изгибные напряжения получаются ~1 МПа.

Если считать по нормативке (пример ПНАЭ), то там оперируют погонным моментом

Значения получаются намного выше... примерно на 3 порядка.
 

Кто как считает?
Думаю далее ещё прикинуть расчет МКЭ с нарисованным швом и прогнать в осесимметричной поставновке, для успокоения души заказчика. 

Но пока что застрял на аналитическом расчёте...

[Bonus 70]

8 минут назад, Jesse сказал:

жадно. у нас даже ёмкости обычные оченб жёсткий контроль сварных швов на дефекты и прочее. Ёмкости системы безопасности АЭС. Коэф-т запаса шва как у основного металла принимаем чаще всего.

 

У Вас шов с конструктивным непроваром, для ответственных сосудов в таких местах он не применяется. Кроме того, он там с раскрытием. Швы рассчитывают как основной металл если у вас будет полный провар и 100% контроль, и может быть даже потребован рентген, а не ультразвук.

 

Мало того, расчетное сечение таких швов, это наклонная плоскость, там надо отделять напряжения сдвиговые от нормальны, если нет то еще понижать допускаемое на корень из 3х. Но это долго писать и я не стал рассказывать.

Не знаю как в нашей атомке. Но в сосудах, есть таблицы где и как применять швы на контуре держащем давление. Такого шва Вы там точно не найдете.

Так вот если у Вас 100% контроль и расчет по материалу основного металла это эквивалентно ASME Sec8/D2 а если не 100% контроль, даже если полный проплав то пойдут коэффициенты, это эквивалентно ASME Sec8/D1 (и даже на стыковые с полным проплавом будет 0,85-9, а на fillet weld будет 0,55-0,6 так как там не полный проплав и конструктивный дефект.

18 минут назад, Jesse сказал:

думаете тут с двух сторон приварят? вот оригинал моделька, в разрезе место пролегания шва на стыке обечайки и конической крыши

 

Вот этот текст не стыкуется с текстом об атомном оборудовании от слова совсем. Как минимум должна быть разделка и полный провар. Далее, смотрим что с контролем есть 100 или нет.

[Bonus 70]

Все же, допустим, мы заложили такой шов, так как считаем что там нет давления и нет нагрузок. Нет риска раскрытия этого шва, так как угловые швы односторонние даже по EC3 (еврокоду) не рекомендуются так как обратный момент будет раскрывать шов в зоне конструктивной трещины. Допустим пофиг, по какому сечению мы считаем его. Но тогда допускаемые напряжения будут сильно заниженны (очень сильно) на вскидку: ТЕКУЧЕСТЬ*0,55/(1,5*SQRT(3))>=F/A+M/W

где 1,5 нормальный фактор на предельное состояние по пластичности

0,55 - дерьмовый шов

SQRT(3) - похер как считать

A и W посчитаны с учетом коррозии и допуска на толщину

[AlexArt 281]

Просто там поставить контакт нельзя? Из контакта вытащить момент. Я так всегда швы считаю. Писал уже неоднократно.

[Jesse 979]

31 минуту назад, AlexArt сказал:

Просто там поставить контакт нельзя? Из контакта вытащить момент. Я так всегда швы считаю. Писал уже неоднократно.

пояснительную картиночную бригаду можно?)

53 минуты назад, AlexKaz сказал:

для выяснения этого момента не модельки в солидах надо крутить и по форуму спрашивать совета, а открыть КД.

 

нет КД, только 3Д моделька и на словах/пальцах объяснили что к чему..)

[lem_on 95]

У нас атомка, у вас кто как. Односторонний тавровый шов на силовом элементе это просто праздник какой то!! Не проще пару шурупов и силиконом замазать, а не вот эти вот формулы, картинки и солид? Дёшево же! 

Просто открыть книгу по сварочным соединениям и найти решение в виде двухстороннего таврового шва как уже предлагали выше, не курятник же варите. Даже головой думать не надо, просто взять готовое. 

3 часа назад, Maik812 сказал:

неправильно.. во первых перекаленость даст хрупкость и еще окисления и присадки дают неравномерность и пористость. Короче лажа.

Сирьозна? Перекаленность? Наверное потому что углерода в этой статье практически нет, да? Присадки дают пористость? Наверное титан который должен предотвращать межкристалинную корозию поры делает, других присадок то там нету. 

[Jesse 979]

8 минут назад, lem_on сказал:

Не проще пару шурупов и силиконом замазать, а не вот эти вот формулы, картинки и солид? Дёшево же! 

ведро под давлением, брат.._)

[lem_on 95]

Только что, Jesse сказал:

ведро под давлением, брат.._)

В сосудах под давлением тавровые швы заменяют на стыковые, так что нет там давления. 

[Maik812 309]

19 минут назад, lem_on сказал:

Сирьозна? Перекаленность?

Да сирьезно... а  что счиатешь что температура шва в 2000 с не чего не изменит в структуре металла? А титан все исправит...

Температура электродуговой сварки в разы выше температуры плавления стали.. не че не ошибся?

24 минуты назад, lem_on сказал:

Просто открыть книгу по сварочным соединениям и найти решение в виде двухстороннего таврового шва как уже предлагали выше,

Кстати не подскажешь почему корпус реактора делают из готовой цельной болванки /чушки, не варят не сваривают не отливают.. а именно куют из цельного куска стали?? Очень хотелось узнать..

[maxx2000 736]

@Maik812 то что дуга имеет температуру 6000 градусов не значит что метал разогреется до этой температуры, максимум до температуры плавления, а дальнейшие процессы будут зависеть от свойств  материала, окружающей среды и скорости охлаждения.  Я не думаю что сосуды делают из нержавейки которая калится при простом остывании на воздухе.

[Кварк 135]

15 минут назад, Maik812 сказал:

Кстати не подскажешь почему корпус реактора делают из готовой цельной болванки /чушки, не варят не сваривают не отливают.. а именно куют из цельного куска стали?? Очень хотелось узнать..

Видимо, из-за чувствительности шва к знакоперемнным нагрузкам. Сюда же и мосты и самолёты. 

Нержавейка не даёт хрупкости. 

[Maik812 309]

5 минут назад, maxx2000 сказал:

а дальнейшие процессы будут зависеть от свойств  материала, окружающей среды и скорости охлаждения.  Я не думаю что сосуды делают из нержавейки которая калится при простом остывании на воздухе.

А где это в формулах есть или в МКЭ рассчитывает или учитывает? А качество сварщика есть формула и почему он так влияет на качество?

Кстати есть лазерная сварка (варил чуток )вот мне она понравилась именно скоростью и то что греется именно точка участка и именно ее и используют для тонких листов именно по тому что не прожигает лист.. а вот электро что то не получается , и бывает прожигает.

4 минуты назад, Кварк сказал:

из-за чувствительности шва к знакоперемнным нагрузкам

Вот так откуда это и берется у шва а не у металла? именно из за перегрева и присадок.

По Реактору там другое.

[lem_on 95]

23 минуты назад, Maik812 сказал:

Да сирьезно... а  что счиатешь что температура шва в 2000 с не чего не изменит в структуре металла? А титан все исправит...

Температура электродуговой сварки в разы выше температуры плавления стали.. не че не ошибся?

Взаимосвязь где?  Аустенитные стали не закаливаются. И какие там присадки поры дают, я тоже так и не узнал. Причем тут корпус реактора и "ведро" ТС? Может корпус ледокола ещё приплетем? 

Узнай, узнай как делают корпуса реактора, там кстати и будут стыковые швы, а не тавровые. 

Изменено 24 мая 2023 пользователем lem_on

[Кварк 135]

3 минуты назад, Maik812 сказал:

Вот так откуда это и берется у шва а не у металла? именно из за перегрева и присадок.

По Реактору там другое.

Межкристаллитная коррозия. 

Возможно и термические зарождения трещин, которые  при знакоперемнных нагрузках дают о себе знать

[Bonus 70]

Начнем с того, что нужно знать с какими сталями имеем дело. Если говорить о сосудах, то там есть требования по пластичности в т.ч. и для строительных конструкций. Для аустенитной стали удлинение на разрыв может быть и 30% и более.

Все материалы должны быть сертифицированы, тех процессы и сварщики также. Это значит, что и материалы и сварные швы подвергались испытанию и проверке. Поэтому гадание на то, что там будут поры, перегрев и т.п. это рассуждения на тему, того что где то слышал о проблемах, значит они и здесь есть.

С другой стороны, в оболочках которые держат давление/среду не используют сварные швы с неполным проваром. Такие швы можно использовать для опор, усиливающих пластин и вспомогательных конструкций которые не держат давление и целостность сосуда.

Если мы будем говорить о других деталях, скажем машиностроения где детали подкаливаются, это другие стали и другие требования. Т.е. самое с нежелезными сплавами, там своя песня и не надо требования из одного места сувать в другое.

Даже нержа отличается от черной стали, так для аустенитки можно использовать сигма1,0 а для черной стали 0,2.

Это надо знать считая сосуд. И вообще как можно считать сосуд в точности не зная какой шов и какой контроль??? В атомке???  Жесть.

[Maik812 309]

9 минут назад, Кварк сказал:

Межкристаллитная коррозия. 

 

[Bonus 70]

8 минут назад, Кварк сказал:

Межкристаллитная коррозия. 

Возможно и термические зарождения трещин, которые  при знакоперемнных нагрузках дают о себе знать

Давайте так, Вы точно опишите проблему, а потом ее сюда несите. Если Вы о ползучести, то сосуд надо прогреть хорошо так примерно до 500С для нержи и подержать его достаточно долго. В остальном см. выше про пластичность нержи 30% и сертификации материала, например сертификат 3,1 по PED.

[maxx2000 736]

@Bonus позвольте спросить, а для чего нагрев? нержавейка и так достаточно медленно остывает.

[Maik812 309]

3 минуты назад, maxx2000 сказал:

нержавейка и так достаточно медленно остывает.

Выше видео

[Bonus 70]

1 минуту назад, maxx2000 сказал:

@Bonus позвольте спросить, а для чего нагрев? нержавейка и так достаточно медленно остывает.

Я писал об эксплуатационном нагреве, что достаточно редко в практике, до таких температурах. То что тетя на видео говорит, тоже может иметь место, при неправильной термообработке, если надо, там если на каких то температурах выдерживать долго (не помню на каких). В сварке же, мы проходим эти температуры быстро.

[Jesse 979]

Короч, расходимся..)

@jtokнапомнил, ещё раз пересмотрел, и в функционале сварной шов действительно есть такое посмотреть погонную нагрузку. Умножил усреднённую величину последней на длину кромки, вроде корректное значение получается для срезающего усилия (1 МН). Для момента пока неясно, но доверимся...