Page 118 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

118

До них належать пороговий розмах КІН ΔKth , критичний розмах КІН ΔKfc , а

також константи A і n рівняння Паріса (Paris). У розділі 4 ці параметри наведено

для кількох значень концентрації водню у металі, що дозволяє встановити

закономірності їх зміни залежно від СH .

Для використання цих експериментальних даних у розрахунковій моделі

необхідно перейти від дискретних значень параметрів до неперервних функцій.

З цією метою значення ΔKth , ΔKfc , A і n було апроксимовано аналітичними

залежностями від концентрації водню СH . Такий підхід дає змогу визначати

параметри росту тріщини не лише для експериментально досліджених

концентрацій, а й для проміжних значень СH у межах розглянутого діапазону.

Регресійний аналіз виконано методом найменших квадратів у програмі

OriginPro 2023. Найкращу відповідність експериментальним даним показали

експоненційні та логарифмічні залежності. Коефіцієнт детермінації для

2
одержаних апроксимацій становив R > 0,97, а середньоквадратичне відхилення
між експериментальними та розрахованими значеннями не перевищувало 5%. Це

свідчить про достатню точність отриманих залежностей для подальшого

використання в моделі прогнозування залишкової довговічності.

У результаті апроксимації отримано такі функції параметрів циклічної

тріщиностійкості сталі 20 від концентрації водню у металі:



 K th C H  7,13 11,9exp   16C H , MПa м    ( 5 . 1 )



 K fc C H  16,65 14,1exp   6,36C H , MПa м    ( 5 . 2 )


9

 A C H  10  10  1,3 10 exp  0,5C H  10 exp 13,6C  8  H  , ( 5 . 3 )
 nC H  4,39 0,59lnC  H . (5.4)

Залежності (5.1) і (5.2) описують зміну граничних характеристик циклічної

тріщиностійкості сталі. Порогове значення ΔKth визначає нижню межу, за якої

починається стабільне поширення втомної тріщини. Критичне значення ΔKfc

характеризує стан, за якого тріщина досягає небезпечного розміру і подальший

її розвиток може призвести до руйнування елемента трубопроводу. Зменшення