Долговечность определяют

Из уравнения (5.3) вытекают частные зависимости для оценки МХПМ при упругих и упругопластических деформациях, а также в режиме динамического деформирования [7, 8]. Интегрирование уравнения (5.3) с учетом уравнений механики деформируемого твердого тела и критериев прочности дает функцию меры повреждаемости П = (p(t ...), по которой при П = 1 устанавливается время до наступления того или иного предельного состояния (долговечность) конструктивного элемента. При упругих деформациях за предельное состояние принимается условие текучести Мизеса. Предельная долговечность определяется по условию потери устойчивости пластических деформаций.

При различных амплитудах изменения давления долговечность определяется на основе гипотезы линейного суммирования повреждений:

Долговечность определяется интегрированием уравнения (6.26).

Время до разрушения t (долговечность) определяется по формуле:

В условиях одновременного действия коррозии и малоцикловых нагрузок долговечность определяется по формулам:

В этом случае, долговечность определяется по формулам (6.28) и (6.31) с корректировкой отношения:

Расчетная долговечность определяется по формуле

Ограниченная долговечность определяется на основании формулы (60). При NZ = Np и сг2 = в

В процессе эксплуатации аппарат подвергается воздействию циклических нагрузок. Для получения более достоверно-х> расчета учитывают реальное число циклов. При этом его долговечность определяется характеристиками пластичности при статическом разрушении материала и пластической деформацией в цикле нагружения:

Работоспособность оборудования (трубопроводы, сосуды, аппараты и др.) зависит от качества проектирования, изготовления и эксплуатации. Качество проектирования, в основном, зависит от метода расчета на прочность и долговечность, определяется совершенством оценки напряженного состояния металла, степенью обоснованности критериев наступления предельного состояния, запасов прочности и др. В области оценки напряженного состояния конструктивных элементов аппарата к настоящему времени достигнуты несомненные успехи. Достижения в области вычислительной техники позволяют решать практически любые задачи определения напряженного состояния элементов оборудования. Достаточно обоснованы критерии и коэффициенты запасов прочности. Тем не менее, существующее методы расчета на прочность и остаточного ресурса требуют существенного дополнения. Они должны базироваться на временных факторах (коррозия, цикличность нагружения, ползучесть и др.) повреждаемости и фактических данных о состоянии металла (физико-механические свойства, дефектность и др.).

Интегрирование уравнения (2.3) с учетом уравнений механики деформируемого твердого тела и критериев прочности дает функцию меры повреждаемости П = q>(t...), по которой при П = 1 устанавливается время до наступления того или иного предельного состояния (долговечность) конструктивного элемента. При упругих деформациях за предельное состояние принимается условие текучести Мизеса. Предельная долговечность определяется по условию потери устойчивости пластических деформаций.

При постоянной частоте вращения долговечность определяют по формуле

Изменение знака нагружения не учитывают. Повреждающее влияние накопленной деформации учитывают тем, что в расчете используют две кривые длительной прочности — для гладких и надрезанных образцов; фактическую долговечность определяют по зависимостям

Когда одностороннее накопление пластических деформаций сочетается с развитием усталостных трещин, происходит разрушение смешанного типа. Деформации, накопленные в условиях циклического нагружения к моменту разрушения, меньше предельных пластических деформаций (см. рис. 1.6), что обусловлено увеличением доли усталостных повреждений. В общем случае доли квазистатических и усталостных повреждений сопоставимы и долговечность определяют из условия постоянства и равенства единице их суммы.

Для указанных условий деформирования и разрушения долговечность определяют на основании деформационно-кинетических критериев прочности. При расчете учитывают кинетику циклических и односторонне накопленных деформаций в различных зонах конструктивных элементов, а также изменение механических свойств материала при высокотемпературном малоцикловом нагружении. Определим долговечность элементов конструкций с зонами концентрации напряжений и мембранными зонами при различных режимах длительного малоциклового нагружения, приводящих к усталостным и квазистатическим повреждениям. В качестве модельного элемента выберем оболочечную конструкцию с фланцами, работающую при повторном нагружении внутренним давлением при высоких температурах. Предположим, что конструктивный элемент изготовлен из аустенитной стали; ее характеристики при статическом и длительном нагружении

В остальных узлах расчетную долговечность определяют, исходя из желаемого срока работы станка с учетом процента времени работы данного узла.

В такой форме она может быть использована для более точного предсказания долговечности конструкции. Однако может случиться так, что разрушение произойдет не в первой, а в одной из последующих точек ранжированного ряда. Такой результат означает, что ранжировка произведена неправильно. Тем не менее поправочный коэффициент av для разрушившейся точки может быть найден. Для проверки правильности ранжировки следует уточнить скорости накопления в точках, подозревавшихся более тяжелыми, чем разрушившаяся, подобрав для следующего экземпляра аппаратуры такой испытательный режим, который с большей вероятностью вызовет разрушение именно в этой точке. Данную процедуру можно реализовать, если задаться произвольным рядом скоростей накопления, в котором р.! 5= [12, Яч> ••• • Этот ряд подставляют в систему (11) и находят решение относительного вектора R. Последний и соответствует режиму испытаний, обеспечивающему разрушение в первой точке. Далее определяют поправочный коэффициент и корректируют ранжировку. Такие же операции могут быть при необходимости выполнены и для других головных точек ранжировки. В конечном итоге эксплуатационную долговечность определяют с достаточной точностью.

Когда одностороннее накопление пластических деформаций сочетается с развитием усталостных трещин, происходит разрушение смешанного типа. Деформации, накопленные в условиях циклического нагружения к моменту разрушения, меньше предельных пластических деформаций (см. рис. 1.6), что обусловлено увеличением доли усталостных повреждений. В общем случае доли квазистатических и усталостных повреждений сопоставимы и долговечность определяют из условия постоянства и равенства единице их суммы.

Для указанных условий деформирования и разрушения долговечность определяют на основании деформационно-кинетических критериев прочности. При расчете учитывают кинетику циклических и односторонне накопленных деформаций в различных зонах конструктивных элементов, а также изменение механических свойств материала при высокотемпературном малоцикловом нагружении. Определим долговечность элементов конструкций с зонами концентрации напряжений и мембранными зонами при различных режимах длительного малоциклового нагружения, приводящих к усталостным и квазистатическим повреждениям. В качестве модельного элемента выберем оболочечную конструкцию с фланцами, работающую при повторном нагружении внутренним давлением при высоких температурах. Предположим, что конструктивный элемент изготовлен из аустенитной стали; ее характеристики при статическом и длительном нагружении

Для дисков, работающих при 20° С, повреждение в результате малоцикловой усталости является основным г, и формула (4.38) позволяет оценить долговечность диска при действии квазистатических нагрузок. Долговечность определяют в циклах Nf или часах как t{ — NfAt, где Ат — продолжительность рабочего цикла. При умеренных температурах и небольших выдержках влияние ползучести и соответствующее статическое повреждение может быть учтено с помощью «правила 10%» [128]. В соответствии с этим правилом фактическая расчетная прогнозируемая долговечность Nf составляет 0,1 долговечности, определенной по (4.38) и (4.47). То же правило можно использовать и для отдельных точек (участков) диска, если максимальная температура

Если подшипники работают на переменном режиме, то расчетную долговечность определяют по эквивалентной нагрузке Q^, вызывающей равную степень повреждаемости подшипника как и действительные нагрузки, и эквивалентному числу оборотов п^ в минуту, т. е.