Evaluating the Static Cracking Resistance of Thin-Walled Pressure Vessels


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The failure criteria and limit states for thin-walled pressure vessels are analyzed taking into account the influence of plastic deformations. The introduction describes the main problems in operation of thin-walled vessels working under internal excess pressure associated with technological defectiveness and reduction of the residual life. Typical technological and operational defects in welded joints of vessels and statistical data on their number and types are presented. The share of welding defects is 62% of the total number of defects, and the share of remaining types of defects is significantly less. Histograms of the dimensions of welding defects are drawn, and the distribution laws are determined: the length of undercuts is described by a lognormal distribution law, whereas the depth of undercuts is described by a normal distribution law. Further, the limiting states and fracture criteria of vessels with defects and cracks under the conditions of elastoplastic deformation of material are indicated. The advantages of using the generalized equations of the form of J-curves are shown for calculation of the cracking resistance. A formula is given for calculating the J-curves that associate the dimensionless J-integral with the dimensionless load. The stress-strain state of a thin-walled vessel with a surface half-elliptical crack and an internal elliptical crack is analyzed in a volumetric setting. The peculiarities of the stress and strain fields in the local region of the crack zone under elastoplastic deformation are investigated. For the vessel model with a surface half-elliptical crack and an internal elliptical crack under elastoplastic deformation, the energy criterion of fracture mechanics, the J-integral, is calculated, and the results of calculations are presented. The results are presented in the form of graphs of the dimensionless J-integral versus the geometrical dimensions of the vessel and crack. The equations of J-curves are obtained and the limit load for thin-walled vessels is determined which depends on geometrical dimensions, loading parameters, strength properties of the material, and characteristics of cracking resistance and deformation. From the J-curves and the deformation curve, a formula is derived for determining the dependence of the limit load on the crack size, loading parameters, and characteristics of the material. Using this formula, the dependences of the limiting pressure of the vessel under elastoplastic deformations on the ratio of crack length a to vessel wall thickness S (a/S) is plotted for surface and internal cracks with different ratios R/S (R is the shell radius) and Jc which allow estimating the limiting pressure levels of the safe operation of thin-walled vessels.

Об авторах

E. Aniskovich

Special Design and Technology Bureau Nauka, Krasnoyarsk Branch of Institute of Computational Technologies, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; Siberian Federal University

Автор, ответственный за переписку.
Email: krasn@ict.nsc.ru
Россия, Krasnoyarsk, 660049; Krasnoyarsk, 660041

A. Lepihin

Special Design and Technology Bureau Nauka, Krasnoyarsk Branch of Institute of Computational Technologies, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: krasn@ict.nsc.ru
Россия, Krasnoyarsk, 660049

V. Moskvichev

Special Design and Technology Bureau Nauka, Krasnoyarsk Branch of Institute of Computational Technologies, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; Siberian Federal University

Email: krasn@ict.nsc.ru
Россия, Krasnoyarsk, 660049; Krasnoyarsk, 660041

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».