Cikliškai lenkiamų srieginių jungčių deformavimas ir stiprumas

Abstract

Disertacijoje, taikant apkrovų pasiskirstymo sriegio vijose modeliavimą, nagrinėjamos lenkiamų srieginių jungčių mažaciklio stiprumo problemos. Mo-dernesnės daugiaciklio ir mažaciklio ilgaamžiškumo skaičiavimo metodikos detaliai kiekybiškai įvertina ašinės apkrovos pasiskirstymą vijose, kuris leidžia detaliau ir tiksliau įvertinti konstrukcijos ypatumų įtaką. Disertacijoje siekiama ir cikliškai lenkiamoms srieginėms jungtims sukurti apkrovos pasiskirstymo sriegyje skaičiavimo metodą ir pritaikyti jį ciklinio stiprumo skaičiavimui Sudaryta lenkiamos srieginės jungties elementų poslinkių darnos lygtis įga-lino sukurti trijų ruožų ir daugiaruožį lenkimo apkrovos pasiskirstymo jung¬tyje modelius ir įdiegti juos į norminio mažaciklio ilgaamžiškumo skaičiavimo gran-dinę. Pirmame skyriuje pateikta literatūros šaltinių analizė. Jame apžvelgiama sunkiai apkrautų srieginių jungčių taikymo sritis ir apkrovimo sąlygos, apžvel¬giami ir analizuojami atlikti tyrimai, susiję su srieginių jungčių cikliniu stipru-mu. Antrame skyriuje pateikti sriegio vijų poros deformavimo savybių eksperi¬mentinio tyrimo rezultatai ir anksčiau literatūroje neminėtų nukraunamos ir pa-kartotinai apkraunamos vijų poros savybių analizė. Trečiame skyriuje pateikta srieginės jungties elementų deformavimo sche¬ma, poslinkių darnos diferencialinės lygtys, diferencialinių lygčių analitiniai sprendiniai ir lenkiamos srieginės jungties modeliai – trijų ruožų ir daugiaruožis tamprieji modeliai lenkimo apkrovos pasiskirstymo skaičiavimui. Ketvirtame skyriuje nustatyti smeigės lenkimo įrąžos, vijų apkrovos bei vie-tinių įtempių ciklo parametrai. Palyginus skaičiavimo ir eksperimentinius rezul-tatus, patikrinta galimybė modifikuoto norminio mažaciklio ilgaamžiškumo skaičiavimo metodikoje taikyti lenkimo apkrovos pasiskirstymo sriegyje duo¬menis. Penktame skyriuje pateikti du nauji srieginių jungčių ciklinio ilgaamžiš¬kumo padidinimo būdai ir jų matematiniai modeliai. Disertacijos tema paskelbti 9 straipsniai: trys – žurnaluose, įtrauktuose į Thomson ISI Web of Science sąrašą ir šeši – konferencijų pranešimų medžiago-se. Disertacijos tema perskaityti 9 pranešimai Lietuvos ir užsienio šalių konfe¬rencijose ir seminaruose.

Industry equipment such as pressure vessels, mining equipment, heat exchang-ers, steam generators and other structures are provided with bolted closures for the purpose of in-service inspection and maintenance of internal components. Threaded connections often experience variable cyclic loads due to temperature, inner pressure and variation in the deformation of connection fittings. Often, studs and screws are not only affected by an axial load, but also by bending moments. More sophisticated high-cycle and low-cycle durability calculation meth-odologies have been already developed for threaded connections experiencing cyclic axial loads, and in these methodologies the distribution of axial load among turns is assessed quantitatively. The quantitative data of load distribu-tion in the thread enables a more accurate assessment of the influence of the constructional design particularities (connection length, material, nut and turn’s form) and the deformation stages of the connection element. These durability calculation methodologies are not applied for threaded connections that are cyclically bent, as the analytical models that are suitable for practical application in the load distribution of the turns have not been cre-ated for bent threaded connections. In this field, no models have been created to be calculated by the BE method. As the threaded connection is a complex node consisting of deformed el-ements, the load distribution among turns is influenced by the compatibility of the deformations and displacements of the connection elements. While mathe-matically describing the deformed state of the connection, theoretical and ex-perimental data is needed to reflect the specific features of the deformation of the connection elements that occurs during the bending operation. This dissertation thesis aims to create a calculation methodology for the load distribution in the thread, intended for threaded connections cyclically bent, and to apply this methodology for the calculation of cyclic strength.