All
 
|
 
 


Analysis of the spectra of operational loading and accumulated damage in threaded connections
 
PIIS023571190000580-9-1
DOI10.31857/S023571190000580-9
Publication type Article
Status Published
Authors
Nikolay Makhootov 
Affiliation: Institute of Engineering them. A.A.Blagonravova RAS
Address: Moscow
V. Zatsarinny
Affiliation: Institute of Engineering them. A.A.Blagonravova RAS
Address: Moscow
Journal nameProblemy mashinostroeniia i nadezhnosti mashin
EditionIssue 4
Pages44-52
Abstract

                                            

Keywords
Publication date15.10.2018
Number of characters11786
Cite  
100 rub.
When subscribing to an article or issue, the user can download PDF, evaluate the publication or contact the author. Need to register.
Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной

Table of contents

ВВЕДЕНИЕ
Блоковое нагружение с независимыми циклами
Уточнённое представление спектра с полными разгрузками (расчётный случай 3)
Уточнённое нагружение с неполными разгрузками (расчётный случай 4)
Заключение
1

ВВЕДЕНИЕ
2 Резьбовые и фланцевые соединения являются ответственными узлами, определяющими прочность и надёжность важнейших объектов атомной и гидравлической энергетики, нефтегазохимии, авиации, металлургии и др. отраслей промышленности. Примерами аварий и катастроф на объектах, вызванных разрушениями резьбовых элементов, являются разъёмные резьбовые соединения в сосудах высокого давления, узлы крепления крышек больших автоклавов с резьбовыми соединениями, разрушение крупногабаритных колонн с резьбой на мощных прессах, разрушение резьбовых соединений крышки гидротурбины на Саяно-Шушенской ГЭС и др.
3 Вопросы анализа и оценки характеристик прочности и ресурса резьбовых соединений в связи с их большой актуальностью, а также общие вопросы обеспечения малоцикловой прочности и долговечности рассмотрены в [1-15].
4 Для несущих элементов этих разъёмных соединений (например, высоконагруженное резьбовое соединение в главном разъёме крышка-корпус атомного реактора, во фланцевых соединениях гидротурбин и парогенераторов анализом напряжённо-деформированных состояний (НДС) выявлено, что при нагружении в основании витков резьбы шпилек за счёт концентрации возникают повышенные локальные напряжения и деформации. Развитие этих деформаций и напряжений по мере увеличения числа эксплуатационных циклов ведёт к накоплению малоцикловых повреждений и разрушению элемента конструкции [1].
5 Для оценки локальных напряжений и деформаций в витках резьбы и их перераспределения в процессе циклического нагружения используются как расчётные, так и экспериментальные методы исследований. Детально расчётно-экспериментальная методика определения изменения указанных характеристик НДС при упругопластическом деформировании и характеристик прочности и пластичности представлена в [2,3,7].
6 Для расчёта резьбовых соединений необходимо согласно требованиям Норм [15] прежде всего определить такой спектр эксплуатационного нагружения для данного элемента соединения, который давал бы максимальные накопленные повреждения и, соответственно, минимальную долговечность.
7 В связи с этим анализ и расчёты в статье проводятся для ряда расчётных случаев с целью формирования спектра нагружения, дающего максимальную повреждаемость, и предназначенного для последующего расчёта циклической прочности и долговечности шпилечного соединения М 170 реактора ВВЭР 1000 (рис. 1) в наиболее опасной зоне соединения с гайкой (в точке 1 в первом витке верхнего сечения шпильки под гайкой) (рис 2.).
8
01

Рис. 1. Общий вид реактора ВВЭР-1000
9
02

Рис. 2. Схема расположения точек измерения температур (Т1, Т3) и напряжений (1,2,3,4) в наиболее опасных точках в верхнем (у гайки) и нижнем (у фланца) сечениях шпильки
10 С этой целью для расчётов использовалась полученная методом натурной тензометрии и термометрии (ОКБ «Гидропресс», ИМАШ РАН) действительная эксплуатационная нагруженность шпилек (напряжения, деформации и температуры) в двух наиболее опасных концевых сечениях (в данном случае на уровне первого витка зацепления в гайке).

Number of purchasers: 0, views: 1246

Readers community rating: votes 0 

1. Махутов Н.А., Воробьёв А.З., Гаденин М.М., Зацаринный В.В. и др. Прочность конструкций при малоцикловом нагружении.. Под ред. Н.А.Махутова, А.Н.Романова. М.: Наука. 1983. -271 с.
2. Махутов Н.А.Деформационные критерии разрушения и расчёт элементов конструкций на прочность.-М.:  Машиностроение, 1981.-272 с.
3. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В двух частях. Новосибирск: Наука. 2005. Часть 1: Критерии прочности и ресурса - 494 с. Часть 2: Обоснование ресурса и безопасности - 610 с.
4. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. М.: Машиностроение, 1990. - 368 с.
5. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчёт на прочность деталей машин. М.:Машиностроение, 1979. - 702 с.
6. Биргер H.A.. Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. М.: Машиностроение, 1973. -256 с.
7. Махутов Н.А. Прочность и безопасность: Фундаментальные и прикладные исследования/Н.А.Махутов.- Новосибирск: Наука, 2008.-528 с.
8. Махутов Н.А., Фролов К.В., Зацаринный В.В., Каган В.А. др. Прочность и ресурс водо-водяных энергетических реакторов/ Под. ред А.Н.Романова. М.: Наука, 1988, -311с.
9. Махутов Н.А. и др. Проблемы прочности и безопасности водо-водяных энергетических реакторов/Под ред. Махутова Н.А., Гаденина М.М.-М.:Наука,2008.-446.
10. Романов А.Н. Сопротивление деформированию конструкционных металлических материалов при циклическом нагружении / Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2012, №4. С.41 – 48.
11. Махутов Н.А., Петреня Ю.К., Гаденин М.М., Иванов С.В. Факторы оценки напряжённых состояний, прочности и ресурса ответственных резьбовых соединений. Заводская лаборатория. Диагностика материалов .2014, Том 80. №7. С.44-54.
12. Махутов Н.А. Проблемы диагностики резьбовых соединений с учётом механических свойств материалов. . Заводская лаборатория. Диагностика материалов 2014, Том 80. №7. С.40-44.
13. Махутов Н.А., Зацаринный В.В. Расчётно-экспериментальная оценка прочности и ресурса резьбовых соединений с учётом упругопластических деформаций//Проблемы машиностроения и надёжности машин, 2015, № 1, С. 30-39.
14. Махутов Н.А., Зацаринный В.В. Эффекты упругопластического деформирования и ползучести в резьбовых соединениях. Заводская лаборатория. Диагностика материалов .2015. Том 81. №9. С.54-59.
15. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002-86 - Правила и нормы в атомной энергетике). М.: Энергоатомиздат. 1989. -525 с.

Система Orphus

Loading...
Up