Надежности механических

Особый интерес к проблеме хрупкого разрушения возникает в связи со случаями внезапного разрушения ответственных конструкций, на поверхность которых нанесены хрупкие износостойкие покрытия. Для оценки надежности материалов с покрытиями необходимо экспериментальное определение их склонности к зарождению трещин, а также определение способности материалов противостоять процессу развития трещины или разрушению. Эти показатели объединяются в общее понятие — вязкость разрушения.

15. Гордеева Т. А., Жегина И. П. Анализ изломов при оценке надежности материалов.— М.: Машиностроение. 1979.

3) увеличение срока службы и надежности материалов, снижение доли эксплуатационных расходов в общих расходах на железнодорожный транспорт за счет повышения усталостных свойств, в том числе путем разработки новых методов предотвращения разрушения;

АНАЛИЗ ИЗЛОМОВ ПРИ ОЦЕНКЕ НАДЕЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ

Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников, специализирующихся в области прочности и надежности материалов и конструкций.

Татьяна Алексеевна Гордеева, Ия Петровна Жегина АНАЛИЗ ИЗЛОМОВ ПРИ ОЦЕНКЕ НАДЕЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ

В настоящее время особенно актуальны вопросы усталости и живучести материалов, предназначенных для Крайнего Севера. При исследовании процессов, происходящих при циклических нагрузках, с точки зрения обеспечения надежности материалов особый интерес представляет последняя стадия усталостного разрушения — стадия распространения трещин. Эти исследования можно проводить только на достаточно массивных образцах.

3) осуществление контроля технологического процесса и качества исходных материалов и изделий на основных этапах их изготовления для обеспечения надежности материалов при длительной эксплуатации.

Вопросы качества, прочности, надежности материалов— это вопросы надежности и долговечности машин, механизмов, приборов и аппаратов, вопросы улучшения благосостояния советского народа. «Первая .задача,— сказано з докладе Председателя Совета Министров СССР А. Н. Косыгина на XXIV съезде КПСС,— создавать качественно новые орудия труда, новые материалы и более совершенную технологию. Не повторяя известные решения, необходимо ориентироваться на уровень, превышающий лучшие мировые образцы. Только так можно создать технику, отвечающую требованиям строительства материально-технической базы коммунизма...» Эта задача остается столь же актуальной и в десятой пятилетке — пятилетке [Качества.

Известно, что надежности материалов посвящено большое число исследований. Свойства композитов зависят от большого числа факторов, и их исследование с точки зрения надежности представляет собой важную проблему.

Система сбора и обработки информации о надежности материалов, процессов производства и готовых изделий машиностроения должна обеспечить (ГОСТ 16468—70): получение сопоставимых и объективных данных о надежности однотипных изделий; возможность обобщения в отраслях результатов обработки информации о надежности однотипных изделий; возможность организации централизованной обработки информации о надежности деталей и узлов общемашиностроительного применения и комплектующих изделий, входящих в различные по функциональному назначению машины; установление эффективной обратной связи между разработчиками, изготовителями и потребителями изделий.

Эффективной мерой повышения надежности механических устройств является хорошая смазка: правильный выбор ее, рациональная система подвода смазки к трущимся поверхностям, защита трущихся поверхностей от пыли и грязи.

В теории надежности механических систем свойства материалов и воздействий приняты случайными, поэтому поведение объекта также носит случайный характер. Нормативные требования и технические условия эксплуатации накладывают определенные ограничения на эти параметры. Ограничения могут быть сформулированы в виде условия нахождения некоторого случайного вектора, зависящего от времени и характеризующего качество объекта, в заданной области. Отказам и предельным состояниям соответствуют выходы этого случайного вектора из области допустимых состояний. Таким образом, основная задача теории надежности - оценка вероятности безотказной работы на заданном отрезке времени - сведена к задаче о выбросах случайных процессов. Соединение методов механики материалов и конструкций с теорией случайных процессов составляет основу теории надежности механических систем [18,31].

В теории надежности механических систем свойства материалов и воздействий приняты случайными, поэтому поведение объекта также носит случайный характер. Нормативные требования и технические условия эксплуатации накладывают определенные ограничения па эти параметры. Ограничения могут быть сформулированы в виде условия нахождения некоторого случайного вектора, зависящего от времени и характеризующего качество объекта, в заданной области. Отказам и предельным состояниям соответствуют выходы этого случайного вектора из области допустимых состояний. Таким образом, основная задача теории надежности - оценка вероятности безотказной работы на заданном отрезке времени - сведена к задаче о выбросах случайных процессов. Соединение методов механики материалов и конструкций с теорией случайных процессов составляет основу теории надежности механических систем [18, 31].

Глава III. Методы оценки надежности механических систем в зависимости от основного вида разрушений.....37

требует повышения точности и надежности механических испытаний, создания совместных образцов для механических и физических испытаний, а также применение статистических методов обработки результатов испытаний с использованием ЭВМ.

2. Когаев В.П. Определение надежности механических систем по условию прочности. М.: Знание, 1976, вып. 1. 2, 48 с.

Для расчета и прогнозирования надежности механических систем с учетом износа отдельных сопряжений и механизмов необходимо осуществить следующие этапы: 1) рассчитать износ сопряжений; т. е. рассмотреть макрокартину процесса изнашивания; 2) оценить влияние износа сопряжений на выходные параметры машины; 3) учесть вероятностную природу всех явлений и действующих факторов; 4) разработать модель параметрического отказа для расчета показателей надежности машины при ее износе.

Без разработки ускоренных методов испытаний на надежность не может проводиться оценка перспективности и экономичности новых образцов машин, их модификаций и конструктивных усовершенствований. Обычно при проектировании и изготовлении опытных образцов не всегда располагают данными о поведении изделий в условиях эксплуатации, в то же время воспользоваться информацией о надежности аналогичных изделий не всегда представляется возможным. Расчетные инженерные методы определения надежности механических систем пока еще не разработаны, они могут быть созданы и внедрены только после накопления достаточного количества статистических данных о механических свойствах материалов, о спектрах и режимах нагружения и полного изучения физических процессов разрушения. Проблема усложняется еще ц тем, что случайные величины наработки отдельных деталей и узлов машин не являются независимыми и, как правило, не представляют собой простейший поток отказов.

Большинство специфических методов, позволяющих повысить надежность, использовалось вначале применительно к радиоэлектронной аппаратуре. Методики, относящиеся к области радиоэлектроники, не всегда применимы к механическим устройствам или элементам. Это видно из приведенных ниже материалов. Основные принципы обеспечения надежности, представленные в этой главе, рассмотрены на примерах радиоэлектронных схем. Необходимо собирать и накапливать данные по надежности механических элементов, аналогичные данным, относящимся к радиоэлектронным элементам.

Глава III. Методы оценки надежности механических систем в зависимости от основного вида разрушений.....37

Без разработки ускоренных методов испытаний на надежность не может осуществляться оценка перспективности и экономичности новых образцов машин, их модификаций и конструктивных усовершенствований. Действительно, на стадии проектирования и изготовления опытных образцов мы не располагаем информацией о поведении изделий в условиях эксплуатации; воспользоваться информацией о надежности аналогичных изделий не всегда представляется возможным. Методы расчета надежности механических сиетем могут быть разработаны и внедрены в промышленность только после накопления достаточного количества статистических данных о механических свойствах материалов, о спектрах и режимах нагру-жения и достаточно полного изучения физических процессов разрушения. На этом пути советскими учеными достигнуты определенные успехи. Однако сложность проблемы исключает практическое использование данного метода в ближайшие годы. Проблема усложняется еще и тем, что случайные величины наработки отдельных деталей и узлов машин не являются независимыми и, как правило, не представляют собой простейший поток отказов.