ГОСТ 34027—2016
м крн
С
кр
. т гпи — полученные экспериментальным путем’ коэффициенты (с учетом предположения о равенстве
этих констант в выражениях для скоростей роста трещин в глубину и длину);
Кн — пороговый коэффициент интенсивности напряжений для трещин КРН. который может быть опре
делен по ГОСТ 9.901.1. а также может быть принят равным пороговому размаху коэффициента интенсивности на
пряжений ДКф. определяемому на основе результатов испытаний изотропных материалов на усталость.
П р и м е ч а н и я
1 Согласно ГОСТ 25.506 моделью трещины (нормального) отрыва в механике разрушения считают модель
трещины, зарождение и рост которой обусловлено напряжениями, приложенными перпендикулярно поверхности ее
раскрытия.
2 Коэффициенты интенсивности напряжений К|а. К) Ь.
Кпкрн
и
AK
q
имеют размерность МПа-м1’-2. Для удоб
ства при расчетах медленно растущих дефектов (например, в долях миллиметра в год) для значений этих коэффи
циентов часто используют размерность Н/мм322 (1 МПа-м12 примерно равен 31.62 Н/мм322).
3 Для изделий из широкого класса конструкционных сталей, эксплуатируемых в неагрессивных средах до
температуры 100 °С. при прогнозных расчетах роста дефектов начальной глубиной не более 1 мм рекомендуется
принимать= 63 Н/мм32* (2 МПа-м’22).
4 Приведенные в В.2.2.1 уравнения, значения входящих в них параметров (или методы расчета этих параме
тров) для оценки скорости роста трещин (в том числе трещин КРН) применяются:
- в международном стандарте [7] (экспериментальное определение коэффициентов т ир( и Сфи);
- в международном стандарте (14] (данные о типовых значения коэффициентов m и С для углеродистых
сталей);
- в международном стандарте [15] (методика испытаний изотропных материалов на усталость для определе
ния порогового размаха коэффициента интенсивности напряжений ДК0):
- в стандарте (9] (методы решения уравнений типа (В.4) и (В.5). методика расчета коэффициентов интенсив
ности напряжений К, а. К, ь для трещиноподобных дефектов полуэллиптической формы, рекомендации по практи
ческому использованию в расчетах значений коэффициентов т и С и порогового размаха коэффициента интенсив
ности напряжений ДК0для изделий из широкого класса конструкционных сталей).
В.1.2.3 Чтобы получить значения срока службы конструкции, в течение которого размеры трещины вырастут
в интервале от начальных значений ад и Ь0 до предельных эпр и Ь ^. уравнения к (В.4) и (В.5) должны быть про
интегрированы в пределах этого интервала.
В.1.2.4 В связи с тем, что согласно уравнениям (В.4) и (В.5) трещина КРН не растет при значениях К, мень
ших чем К п Ч)И. допустимыми дефектами с коэффициентом запаса
пгум
можно считать такие дефекты, для которых
произведение лкри-К, меньше чем К а „ и.
При необходимости обоснованное расчетно-экспериментальными методами значение коэффициента за
паса
nfW
может быть согласовано между заказчиком и генеральным проектировщиком и указано в проектной
документации.
В.1.2.5 Изложенный в В.1.2.1 — В.1.2.4 подход для оценки срока службы расчетных участков ЛЧМГ при на
личии трещиноподобных дефектов может быть применен в рамках расширенного подхода к оценке срока службы
расчетного участка ЛЧМГ (при необходимости его применения согласно 4.2.7 и в рамках его реализации в соот
ветствии с 4.2.8).
В.2 Рост усталостных трещин
В.2.1 Расчетное прогнозирование роста поверхностных трещин в элементах конструкций объектов ЛЧМГ.
подверженных циклическим нагрузкам и воздействиям, проводят с учетом следующих исходных допущений:
- расчеты следует проводить в рамках линейной теории механики разрушения для изотропного материала с
трещиной нормального отрыва;
- предполагаемая неизменной в процессе роста форма поверхностной усталостной трещины по аналогии с
принятой в В.1.2.2 формой для трещиноподобных дефектов может быть аппроксимирована в виде полуэллипса (в
процессе роста может изменяться только отношение
а/Ъ).
В.2.2 Простейшая форма кинетических уравнений роста поверхностных усталостных трещин и трещинопо
добных дефектов полуэллиптической формы в материале циклически нагружаемой конструкции может быть за
писана в виде следующих дифференциальных уравнений:
^
= Сует<ДК..л - Д К с Л "-<В‘6>
7Й7 = суСт(Дх.ь -<в.7)
• При отсутствии экспериментальных данных для углеродистых сталей, используемых для изготовления
газопроводных конструкций, рекомендуется принимать типовые значения этих коэффициентов гл = /лус1 =
=
т
= 3.1 и Скрн = С)СТ= С = 1.1-10’13 (при принятых размерностях интенсивности напряжений в Н/мм . а скорости
роста трещины в мм/цикл).
36