Изменению напряжений

Математика — это инструмент, эффективность использования которого зависит от степени соответствия его возможностей поставленной задаче. Для машиностроения этот аппарат должен учитывать специфику возникновения и устранения отказов. Эта специфика связана прежде всего с тем, что не только статистика отказов является ключом для решения задач надежности. Главное заключается в изучении тех физических процессов, которые приводят к изменению начальных показателей качества машин и их элементов.

Следует подчеркнуть, что процессы, приводящие к изменению начальных свойств изделия, протекают в материалах, из которых создано изделие, включая не только детали машины, но и смазку, топливо и все то, что участвует в рабочем процессе машины,

Процессы средней'скорости связаны с периодом непрерывной работы машины* Их длительность измеряется обычно в минутах или часах, Они приводят к монотонному изменению начальных параметров машины, К этой категории относятся как обратимые процессы (изменение температуры самой машины и окружающей среды, изменения влажности среды), так и необратимые (износ режущего инструмента, который протекает во много раз интенсивнее, чем изнашивание деталей и узлов машины),

Наиболее характерным проявлением процесса старения материала является необратимая деформация детали. Рост деформации во времени приводит к постепенному изменению начальных параметров изделия, и при высоких требованиях к точности, которые характерны для современных машин, отказ наступает значительно раньше, чем будет исчерпана несущая способность детали.

3. Структурная схема параметрической надежности. В сложных системах часто бывает трудно сразу выделить основные функциональные связи, определяющие показатели надежности. Для их выявления рекомендуется строить так называемую структурную схему параметрической надежности [193]. В структурной схеме надежности выделяются, во-первых, основные узлы и элементы системы, определяющие главные выходные параметры, и, во-вторых, три основные категории процессов по скорости их протекания, влияющие на изменение начальных параметров. Принцип построения такой структурной схемы показан на рис. 64. Процессы различной скорости могут как непосредственно влиять на начальные значения параметров, так и воздействовать на протекание процессов другой категории. Например, износ сопряжений не только повлияет на геометрическую точность машины, но и будет способствовать возрастанию вибраций (быстро протекающие процессы) и повышенному тепловыделению (процессы средней скорости), что также приведет к изменению начальных значений выходных параметров.

Процессы средней скорости протекают за время непрерывной работы машины: их длительность измеряется обычно в минутах или часах. Они приводят к монотонному изменению начальных параметров машин. К этой категории относятся как обратимые процессы (изменения температуры самой машины и окружающей среды, изменения влажности среды), так и необратимые (например, износ режущего инструмента, который

Физика отказов как основа расчета надежности. Закономерности, описывающие физические процессы в материалах изделия, которые приводят к изменению начальных характеристик изделия, являются основой для расчета и прогнозирования надежности. Как физические законы, так и полученные на их основе частные зависимости, описывающие изменение свойств и состояния материалов, можно разделить на две основные группы:

Мощности, развиваемые такими системами в течение небольших промежутков времени, измеряются десятками и сотнями киловатт. Это требует предварительного аккумулирования больших количеств сжатого газа в небольших объемах, что приводит к изменению давления и температуры газа в аккумуляторах (баллонах) по мере расхода. Изменение температуры окружающей среды в широком диапазоне, имеющее место в условиях эксплуатации, также приводит к соответствующему изменению начальных параметров газа в баллонах.

Испытания состоят из большого числа циклов, каждый из которых отражает комбинации возможных воздействий на машину, и сочетаются с прогнозированием надежности. При этом исходные данные для оценки надежности, во-первых, являются результатом проводимых испытаний и, во-вторых, используется априорная информация о процессах, приводящих к изменению начальных характеристик машины.

Метод начальных параметров обладает определенными преимуществами перед другими численными методами, но имеет и существенный недостаток. При большой длине интервала интегрирования и больших коэффициентах в матрице [А] не всегда удается получить достаточно точное решение задачи. Оказывается, что значения векторов {z}i, {y^i, {i/z}i и Других в конце интервала интегрирования мало чувствительны к изменению начальных параметров. Приходится иметь дело с так называемой «плохо обусловленной» задачей, когда обратная матрица, существенно влияющая на составляющие вектора констант (3.26), оказывается очень неточной. Это, в свою очередь, ведет к неточному определению вектора состояния. Существует возможность уточнить решение. Для этого весь интервал интегрирования делится да несколько участков. Интегрирование проводится отдельно для каждого участка и затем участки стыкуют друг с другом.

резов показал, что в том же интервале изменений теоретического коэффициента концентрации напряжений трещины возникают при все более низких значениях амплитуды напряжений. Кривая, соответствующая изменению напряжений, при которых возникают усталостные трещины в надрезах образцов, по характеру соответствует теоретической кривой б~\/а , но расположена выше. Наиболее интересным в этом исследовании является то, что в области, ограниченной кривыми пределов выносливости по разрушению и по трещинообразованию вправо от точки их разделения, было отмечено существование нераспространяющихся усталостных трещин.

Кроме того, было установлено, что при малых размерах усталостных трещин напряжения, необходимые для роста трещины, зависят от содержания углерода в стали; при больших размерах исходных усталостных трещин содержание углерода не столь значимо и не приводит к существенному изменению напряжений, необходимых для роста трещины.

В связи с тем, что пластина работает в основном на изгиб, приблизительное равенство моментов (13) при Д<0 приводит к малому изменению напряжений в пластине вилки в пределах одного цикла. Коэффициент асимметрии цикла г (13) близок к'единице- (рис. 3, IV). v. ,

к иным условиям питания пленки и изменению напряжений трения на границе между пленкой и паром. Однако отмеченные изменения могут быть значительными только на участках с большими скоростями пара, так как при постоянных значениях г/о и Ке в области е<0,85 процесс изменения отношения давлений проходит практически прл постоянном расходе жидкости через канал.

гии к изменению напряжений в системе:

системы может привести к изменению напряжений в металле на

В процессе эксплуатации нефтепроводов возможны технологические и аварийные отключения насосных агрегатов или изменение режима их работы. Вызываемые этим колебания давления в трубопроводе приводят к циклическому изменению напряжений в теле трубы. При одновременном действий коррозионной среды в зонах концентраторов напряжений возникают условия для малоцикловой коррозионной усталости металл труб. Долговечность трубопроводных систем в этом случае будет определяться временем до зарождения усталостной трещины и скоростью ее роста. На первой стадии происходит накопление микроповреждений кристаллической решетки вследствие движения дислокаций и последующего зарождения трещины. На второй стадии трещина стабильно растет до критического размера и переходит в третью стадию механического разрыва. Продолжительность каждой стадии зависит от напряженного состояния металла труб, частоты изменения давления и температуры перекачиваемого продукта, действия коррозионных сред и поляризации металла при катодной защите магистральных нефтепроводов. Таким образом, для оценки истинного ресурса трубопровода необходимо учитывать циклический характер изменения напряженного состояния металла и особенности коррозионного разрушения сварных соединений.

При разбалансе моста Zx * Z0, неравенство токов в половинах обмотки трансформатора Т приводит к тому, что в его вторичной обмотке возникает ЭДС: е-Ши, где к - коэффициент трансформации трансформатора. Фаза ЭДС зависит от направления разбалансировки моста. ЭДС во вторичной обмотке трансформатора используется для управления коллекторным током транзисторов с помощью регулировки их эмиттерных токов, источником которых и служит ЭДС. Цепи базы транзисторов присоединены к противоположным концам обмотки трансформатора, поэтому питаются напряжениями, находящимися в противофазе. Если при подаче этого напряжения коллекторный ток одного транзистора увеличивается, то у другого он уменьшается. Это приводит к изменению напряжений на R} и R2, и в цепи прибора появляется ток. Транзисторы работают только половину периода, когда на их коллекторы подается напряжение соответствующей полярности, поэтому ток через прибор проходит только половину

Изменение пропуска пара через турбину с сопловым парораспределением приводит не только к изменению напряжений в рабочих лопатках регулирующей ступени, но и к изменению температуры в ее камере: с увеличением нагрузки температура растет, а с уменьшением падает.

При постоянных нагрузках картина неустановившейся ползучести сводится к монотонному изменению напряжений от упругого состояния (/=0), когда т=0, к установившемуся (t —>оо), когда 1= 1.

5. Очевидно, что при постоянном угле наклона существует некоторое предельное значение параметра t = ?пр, начиная с которого его дальнейшее увеличение не приводит к изменению напряжений в зонах отверстий, примыкающих к торцам пластины, а значит, -и концентрации напряжений; при этом на некотором участке поверхности отверстия в области срединной плоскости пластины напряжения будут постоянны вдоль его образующей. Именно такие участки постоянных напряжений имеют место в представленных в работе [18] эпюрах распределения кольцевых напряжений вдоль образующих отверстий, имеющих параметр t = 2,4 и 3 =45 и 60°. Следовательно, можно сделать вывод, что по крайней мере при 45° <^ ^ J3 ^ 60° предельное значение параметра t не превышает величины 2,4.