сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Расчетные исследования остаточных и временных сварочных напряжений в стыковом многопроходном сварном соединении из титанового псевдо-β-сплава
https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-122-2-153-171
Аннотация
Технологические операции сварки при изготовлении деталей морских конструкций из титановых псевдо-β-сплавов больших толщин неизбежно приводят к возникновению остаточных сварочных напряжений (ОСН), возникающих на различных участках сварного шва и околошовной зоны и способствующих в ряде случаев возникновению дефектов и трещин. Компьютерное моделирование сварочных процессов широко используется с целью анализа и прогнозирования работоспособности сварных соединений и оптимизации процесса сварки. При этом в силу существенной сложности моделирования процесса сварки и его описания математическими зависимостями применяются численные методы на базе программных комплексов метода конечных элементов (МКЭ), обеспечивающие возможность решения термодеформационной задачи в пространственно-временных координатах. Цель настоящей работы – разработка методики расчета ОСН, моделирующей формирование временных и остаточных сварочных напряжений при последовательном заполнении разделки шва и неодновременном ее выполнении по длине соединения.
Об авторах
В. П. Леонов
НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Россия
д-р техн. наук
191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49
И. Ю. Сахаров
НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Россия
канд. техн. наук
191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49
С. В. Кузнецов
НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Россия
191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49
Д. М. Нестеров
НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия
Россия
191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49
Список литературы
1. Окерблом Н. О. Сварочные напряжения в металлоконструкциях. – М.: Машгиз, 1950.
2. Винокуров В. А. Сварочные деформации и напряжения. – М.: Машиностроение, 1968.
3. Готовский В. А., Кархин В. А. Теория сварочных деформаций и напряжений. – Л.: ЛКИ, 1980.
4. Карзов Г. П., Марголин Б. З., Швецова В. А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. – СПб.: Политехника, 1993.
5. Карзов Г. П., Леонов В. П., Марголин Б. З. Остаточные сварочные напряжения в оболочечных конструкциях: cобственные остаточные напряжения // Судостроительная промышленность. Сер.: Материаловедение. – 1991. – Вып. 12. – С. 3–16.
6. Горынин И. В., Чечулин Б. Б. Титан в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1990.
7. Горынин И. В., Ушков С. С., Хатунцев А. Н. Титановые сплавы для морской техники. – СПб.: Политехника, 2007.
8. Макаров Э. А . Холодные трещины при сварке легированных сталей. – М.: Машиностроение, 1981.
9. Иванова Л. А., Ильин А. В., Леонов В. П., Мизецкий А. В., Сахаров И. Ю., Хатунцев А. Н. Расчетная оценка уровня и распределения остаточных сварочных напряжений в соединениях из титанового сплава 5В больших толщин // Вопросы материаловедения. – 2008.– Т. 4, № 56. – С. 37–53.
10. Карзов Г. П., Леонов В. П., Марголин Б. З. Расчетное определение полей остаточных сварочных напряжений в конструкциях оболочечного типа (Сообщение 1) // Автоматическая сварка. – 1992. – № 3. – С. 3–8.
11. Карзов Г. П., Леонов В. П., Марголин Б. З. Расчетное определение полей остаточных сварочных напряжений в конструкциях оболочечного типа (Сообщение 2) // Автоматическая сварка. – 1992. – № 4. – С. 7–12.
12. Патент RU 2 690 257 С1. Сплав на основе титана / Ковальчук М. В., Орыщенко А. С., Леонов В. П. и др. Заявка 28 ноября 2018. Опубл. 31.05.2019.
13. Heinrich L., Feldhausen T., Saleeby K., Saldana C., Kurfess T. Prediction of Thermal Conditions of DED With FEA Metal Additive Simulation. – International Manufacturing Science and Engineering Conference, 2021.
14. Леонов В., Сахаров И., Кузнецов С., Нестеров Д. Расчетно-экспериментальное исследование температурных полей при выполнении сварки по наплавке на псевдо-β титановом сплаве. – Вопросы материаловедения. – 2025. – № 1 (121). – С. 159–170.
15. Махненко О., Мужиченко А., Прудкий И. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния сварных стингерных панелей из титановго сплава ВТ20. – Автоматическая сварка. – 2013. – № 2. – С. 14–20.
16. Неровный В. М. Теория сварочных процессов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016.
17. Smith D., Pickett P., Grabowski T., Thrope J., Azarmi F. Investigation of Mechanical Properties of Cobalt Chromium Additively Manufactured Using Direct Energy Deposition: Experimental Study and Finite Element Analysis // International Thermal Spray Conference. – 2024. – P. 712–723.
18. ASTM E837-99. Standard Test Method for Determining Residual Stresses by the Hole-Drilling Strain-Gage Method.
Рецензия
Для цитирования:
Леонов В.П., Сахаров И.Ю., Кузнецов С.В., Нестеров Д.М. Расчетные исследования остаточных и временных сварочных напряжений в стыковом многопроходном сварном соединении из титанового псевдо-β-сплава. Вопросы материаловедения. 2025;(2(122)):153-171. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-122-2-153-171
For citation:
Leonov V.P., Sakharov I.Yu., Kuznetsov S.V., Nesterov D.M. Computational studies of residual and temporary welding stresses in a multiple-pass butt welded joint made of titanium pseudo-β-alloy. Voprosy Materialovedeniya. 2025;(2(122)):153-171. (In Russ.) https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-122-2-153-171
Просмотров:
3
Послать статью по эл. почте 