Живучесть конструкции

СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ И ЖИВУЧЕСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ СЛУЧАЙНЫХ НАГРУЗКАХ

Сопротивление усталости и живучесть конструкций при случайных нагрузках

Г96 Сопротивление усталости и живучесть конструкций при случайных нагрузках. — М.: Машиностроение, 1989.— 248 с.: ил. — (Б-ка расчетчика/Ред. кол.: Н. Н. Малинин (пред.) и др.).

В третьей главе приводятся методы математического описания случайных процессов нагружения и методы структурного анализа этих процессов. Целью разрабатываемых методов является получение таких характеристик процессов нагружения, которые можно непосредственно использовать в расчетах на сопротивление усталости и живучесть конструкций.

и живучесть конструкций

Анализ случайных колебаний. Как при анализе потоков статистически независимых воздействий (см. § 9), так и при анализе случайных колебаний основной задачей является отыскание для них распределения абсолютного максимума. Однако при анализе случайных колебаний возникает и ряд других задач, решение которых, связано с необходимостью получения таких характеристик процессов, которые можно непосредственно использовать в расчетах на выносливость и живучесть конструкций.

Таким образом, по результатам ускоренных ресурсных испытаний можно прогнозировать живучесть конструкций в эксплуатации. Возможны случаи, когда опасно прогрессирующие трещины в ускоренных испытаниях в эксплуатации развиваются лишь до определенного предела и становятся практически неопасными. Это явление можно назвать эффектом приспособляемости конструкции к развитию трещин. Рассмотренный выше случай линейного роста трещин в ускоренных ресурсных испытаниях легко обобщается на случай любой другой закономерности роста трещин.

Глава 2. Трещиностойкость и живучесть конструкций ... 28

СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ И ЖИВУЧЕСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ СЛУЧАЙНЫХ НАГРУЗКАХ

Гусев А. С, «Сопротивление усталости и живучесть конструкций при случайных нагрузках»

4. При натурных испытаниях на усталость представляется возможным изучить «живучесть» конструкции, т. е. способность сохранить усталостную и статическую прочность при наличии усталостных трещин.

Меры по обеспечению расчетных параметров. Для обеспечения расчетных характеристик изделия необходимо соблюдение ряда требований. Технология изготовления и сдаточные свойства материала должны регламентироваться технической документацией. Тщательный контроль полуфабрикатов и готовой конструкции должен исключить появление трещин, длина которых больше предполагаемой на основании расчета. На деталях ответственного назначения должна быть маркировка с указанием состояния полуфабриката. Детали ответственного назначения, определяющие живучесть конструкции, целесообразно указывать в чертежах.

При обосновании прочности и ресурса элементов конструкций важное место занимают исследования сопротивления материалов хрупкому и циклическому нагружению на стадиях возникновения и развития трещин. Получение данных о скоростях развития и критических размерах трещин в связи с напряженно-деформированным состоянием, характеристиками материала, температурой и другими эксплуатационными параметрами позволяет надежно оценить живучесть конструкции и в ряде случаев, при наличии соответствующего контроля по состоянию, существенно увеличить срок службы элементов конструкций.

Количественно живучесть конструкции оценивается коэффициентом (3 = 1 —ч^раа, где % и Фра9— продолжительность эксплуатации конструкции до появления трещин и до разрушения соответственно. Коэффициент живучести может колебаться от 0,1 до 0,9. Ранее зарождение трещин усталости объясняется дефектами металлургического и технологического характера, а также неудачной конструкцией изделия (наличие концентраторов напряжений). Живучесть имеет особое значение для надежности эксплуатации изделий, безаварийная работа которых поддерживается путем периодического дефектоскопирования различными физическими методами для выявления усталостных трещин. Чем меньше скорость развития трещины, тем легче ее обнаружить.

При испытании таких пластин на изгиб было отмечено, что трещины всегда зарождаются на линии сплавления и развиваются в основном металле. Таким образом, живучесть конструкции определяют характеристики сопротивления коррозионному растрескиванию основного металла.

Результаты расчета живучести Np, полученные методом статистического моделирования процесса развития разрушения, приведены на рис.14.6.2, откуда видно, что определяющее значение имеет сопротивление коррозионному растрескиванию. От его величины существенно зависит влияние остаточных сварочных напряжений на живучесть конструкции. Так, например, при использовании материала с высоким

Живучесть конструкции зависит в значительной мере от последовательности усталостного разрушения ее силовых элементов. Та конструкция, в которой усталостные трещины возникают на многих силовых элементах в интервале одного межосмотрового периода, может и не обладать свойствами живучести. Последовательный характер разрушения конструкции, обусловленный рассеянием усталости силовых элементов и различием их напряженного состояния, способствует обеспечению живучести. Вероятность одновременного появления трещин в нескольких элементах (многоочаговость повреждений) увеличивается с уменьшением рассеяния усталости или при увеличении длительности эксплуатации этих элементов.

где [F] — нормативная живучесть конструкции.

толкование процессу накопления разрушения; во-вторых, при анализе роста трещин с самых малых размеров можно описать процесс разрушения, занимающий практически всю долговечность конструкции; в-третьих, производится расчет конкретной конструкции, а не образца; в-четвертых, подход удобен при учете изменяющихся нагрузок — достаточно знать, как ведет себя трещина при изменении нагрузки, а всю долговечность детали рассчитывать как число циклов, необходимое для прохождения трещиной всего пути при разрушении детали, что приводит к значительному сокращению объема испытаний. Такой более общий подход дает возможность оценить действительную живучесть конструкции и назначить исходя из нее периодичность осмотра для предотвращения разрушения, разрабатывать методы эквивалентных испытаний машин, когда надо максимально сократить стендовые испытания и определить надежность машин при длительной эксплуатации, целенаправленно разрабатывать меры, снижающие скорость развития трещины (создание особой структуры материала, сжимающих остаточных напряжений на нужной глубине, электрохимические методы защиты от коррозионных сред и т. п.). Все эти вопросы нашли отражение в отечественной и зарубежной литературе 138, 46, 65, 73, 118, 278, 296, 322 и др.]. Ниже рассмотрены некоторые конкретные примеры практического использования методов механики разрушения для решения прикладных задач прочности ответственных деталей при циклическом нагружении в эксплуатации.

Долговечность (живучесть) конструкции Т определяется из уравнения

Используя соотношение (5.30) в уравнении (5.27), определяем живучесть конструкции.

Рекомендуем ознакомиться:

Жаропрочных алюминиевых

Жесткости амортизирующего

Жесткости характеристики

Жесткости конечного

Жесткости материала

Жесткости напряженного

Жесткости относительно

Жесткости прочности

Меню:

Главная страница Термины