Долговечности целесообразно

При построении вероятностных моделей отказов (см. например [30]) экспериментальные данные по долговечности элементов представляются эмпирическими функциями распределения (ЭФР) как зависимости вероятности разрушения образцов от времени, числа нагружений и т.д. Приведенные ЭФР являются ступенчатыми функциями, для которых, строго говоря, неприменим традиционный аппарат дифференцирования. Однако, физический смысл эмпирической информации (накопление повреждений, приводящих к разрушению образцов) и схожесть графического представления позволяет сделать вывод, что данные графики можно с уверенностью отнести к типу "чертова лестница" [4] и анализировать эти явления с учетом мультифрактального характера процесса разрушения материалов (рисунок 2.24).

При построении вероятностных моделей отказов (см..например,[30]) экспериментальные данные по долговечности элементов представляются эмпирическими функциями распределения (ЭФР) как зависимости вероятности разрушения образцов от времени, числа нагружений и т.д. Приведенные ЭФР являются ступенчатыми функциями, для которых, строго говоря, неприменим традиционный аппарат дифференцирования. Однако физический смысл эмпирической информации (накопление повреждений, приводящих к разрушению образцов) и схожесть графического представления позволяет сделать вывод, что данные графики можно с уверенностью отнести к типу "чертова лестница" [4] и

Поддержание в процессе эксплуатации требуемого уровня надежности системы организуется соответствующей стратегией и периодичностью ремонтов. Стратегия ремонтов содержит, о одной стороны, алгоритм оптимального сочетания показателей безотказности и долговечности элементов и, с другой, - алгоритм организации технического обслуживания и ремонта с учетом показателей ремонтопригодности.

Решающую роль в расчете на усталостную долговечность играет информация о нагруженно-сти тех или иных зон конструкции, которые, как было показано выше, могут иметь широкий спектр видов напряженного состояния. Реально действующие на ВС нагрузки используют в расчете долговечности элементов конструкций после соответствующей модификации их спектра путем представления его как регулярного. Экспериментальные исследования нагруженности предполагают представление изучаемых случайных процессов нагружения схематично в результате различной систематизации внешних нагрузок. Обработка случайных процессов может быть выполнена различными способами схематизации последовательно действующих нагрузок во времени [29-35]. Схематизация нагрузок подразумевает введение некоторого алгоритма, позволяющего заменить исходный процесс нагружения таким процессом, который должен быть ему эквивалентен по величине повреждающего воздействия. Процессы считаются эквивалентными, если функции распределения усталостной долговечности конструктивного элемента при воздействии этими процессами совпадают. Выделение полных циклов из фикси-

числа циклов нагружения по результатам измерения шага усталостных бороздок свидетельствовал, что более 90 % всей длительности нагружения образцов приходилось на рост трещины. Это указывает на возможность определения долговечности элементов конструкций по числу усталостных бо-

Рассеяние усталостной долговечности элементов авиационных конструкций в случае естественного процесса накопления повреждений при циклическом приложении нагрузки имеет закон распределения возникающих трещин от числа циклов нагружения, близкий к нормальному закону. Под единичным циклом нагружения понимается совокупность действующих нагрузок за полет или цикл запуска и остановки двигателя. Поэтому цикл нагружения представляет собой блок переменных нагрузок разной амплитуды и среднего уровня.

Таким образом, структурный фактор оказывает существенное влияние на жаропрочность и трещиностойкость металлических материалов. Учет этого фактора при прогнозировании долговечности элементов энергетических установок позволяет значительно повысить точность прогнозирования и соответственно увеличить срок службы оборудования.

Предложенная методика определения долговечности элементов энергетического оборудования, работающего в условиях

216. Туляков Г. А. Исследование термической усталости металла и пути повышения долговечности элементов энергоустановок: Автореф. докт. дис. М., 1974. В надзаг.: ЦНИИТМАШ, 1974.

Процесс усталостного разрушения [1 — 4] элементов конструкций разделяют на три этапа: а) зарождение трещины у вершины надреза; б) распространение трещины; в) окончательный долом. Усталостная долговечность определяется в основном длительностью первых двух этапов. В данной работе проанализирован первый этап, составляющий весьма значительную часть общей долговечности элементов конструкций.

1. Определение характеристик циклической прочности конструкционных материалов и долговечности элементов конструкций при высокочастотном нагружении в соответствии с конкретными прикладными задачами (обеспечение прочности лопаток газовых турбин, элементов ультразвукового технологического оборудования, возбудителей звука и ультразвука и др ); перечень таких задач расширяется с каждым годом в связи с развитием различных отраслей техники;

В области долговечности Nf> 4 • 105 циклов период роста трещины существенно меньше периода распространения трещины. Поэтому в указанной области долговечности целесообразно проводить осмотр гидроагрегатов после их наработки в эксплуатации Nin ~ 0,8Nf. Период роста трещины в этой области является длительным и при небольших погрешностях в оценке первоначального момента начала осмотров это не приведет к существенному влиянию на надежность работы агрегата. Длительный период роста трещины позволит многократно подойти к агрегату до того, как тре-

принимает вид т0(р(Т, а) , где <р(Т, а)(Л Т"а~т . Следовательно, уравнение долговечности целесообразно представить в виде

В силу случайности параметров бис уравнения (20) значения долговечности целесообразно рассчитывать методом Монте-Карло, процедура которого в данном случае предусматривает следующее.

Для дальнейшего анализа функции распределения долговечности вычисленные значения долговечности целесообразно представить в виде вариационного ряда с последующим построением на логарифмической нормальной вероятностной бумаге [5] графика функции распределения.

В связи с этим для разгрузки колец и для повышения их долговечности целесообразно в компрессорах высокого давления первые 2—3 кольца (от полости сжатия) делать несколько выше остальных.

Как известно, в планах амортизационных отчислений предусматривается дифференциация этих отчислений по машинам и оборудованию, различной долговечности. Целесообразно было бы планировать не только отраслевые издержки производства, но и издержки потребления продукции.

Втулки и грундбуксы штока мультипликатора. Эти детали обычно изготовляются из бронзы Бр. АЖ 9-4. Для увеличения долговечности целесообразно делать их биметаллическими со слоем бронзы 3—5 мм на стальной основе.

Сложная конструктивная форма, неоднородность механических характеристик металла в различных зонах и наличие остаточных напряжений существенно затрудняют расчетное определение малоцикловой прочности сварных соединений. Поэтому для изучения действительной работы сварных соединений при циклическом упругопластическом деформировании и оценки их долговечности целесообразно проведение испытаний крупномасштабных фрагментов тех зон оболочки, в которых зарождение разрушения наиболее вероятно. Форма образцов и способы их нагружения должны быть максимально приближены к реальным условиям и должны

Опыт проведения циклических испытаний труб различного типо размера и свойств металла показывает, что для оценки циклической долговечности целесообразно использовать степенные функции, базирующиеся на силовых критериях разрушения, в частности, предельном разрушающем окружном напряжении <у„р. Таким уравнением является уравнение Беквита (1910 г.), представленное нами в следующем виде:

пе проектирования целесообразно иметь несколько избыточным, по мере накопления информации особенно по опыту фактической эксплуатации он может быть уточнен. В расчетных моделях определения нагруженности долговечности целесообразно иметь некоторые запасы, они будут впоследствии изъяты с помощью соответствующих испытаний и т.д. Целесообразно вообще придерживаться следующего простого принципа: всякая новая информация, уточняющая ситуацию и требующая значительных затрат на ее получение, должна приводить к ослаблению (расширению) имеющихся ограничений, поскольку, в противном случае, стимула для получения этой информации не будет.