Остаточной стоимости

55. Краснова Ю.В. Методы определения остаточной прочности трубопроводов // Защита от коррозии и охрана окружающей среды. 1993. № 1. С. 5-10.

Характеристики усталостных свойств используются: для выбора металла, его состава, структуры, средств упрочнения и обработки; для выявления влияния технологии производства; при проектировании деталей машин и элементов конструкций; для выходного и промежуточного контроля качества металла по усталостным свойствам; для установления зон, подверженных усталостным разрушениям и разработке технологии ремонта; для установления общих сроков службы деталей, а также периодичности осмотра и дефектоскопного контроля; для установления остаточной прочности после определенной наработки или при возникновении усталостных повреждений; для проверни ответственных деталей перед эксплуатацией.

Рис. 18. Зависимость остаточной прочности от длины усталостной трещины

Как правило, требуемый срок службы летательных аппаратов в авиационной технике значительно выше, чем в космической. В прошлом космические аппараты предназначались для разового использования. Основные силовые нагрузки оказывались на конструкцию в течение первых минут при старте, а основные термические нагрузки имели место либо на старте, либо при входе в плотные слои атмосферы (в случае возвращения аппарата). Деградацию материала под действием повторяющихся нагрузок (усталость) или постоянной нагрузки при повышенной температуре (ползучесть) можно было серьезно не учитывать. Таким образом, до последнего времени в космической технике практически игнорировались принятые в авиастроении понятия срока службы, продолжительности безотказной работы и остаточной прочности.

Испытания до разрушения для определения остаточной прочности проводились затем при температуре 176° С. Кривая нагрузка — деформация была линейной до значения нагрузки, равной 85% максимальной, при которой отмечалось появление трещины во внешнем облицовочном листе обшивки, работающем на сжатие и расположенном над задним лонжероном и средней нервюрой. Конструкция продолжала нести нагрузку до 90% максимальной расчетной, затем произошло разрушение работающей на сжатие обшивки над передней средней балкой. Эти данные и результаты усталостных испытаний на сжатие элементов обшивки указывают на снижение показателей прочности при сжатии при воздействии температуры и циклического нагружения. Для обшивок, работающих на растяжение, эквивалентного ухудшения свойств не обнаружено. Отмеченное снижение прочности при сжатии, вероятно, обусловлено растягивающими напряжениями, возникающими в матрице слоистого материала, подвергнутого действию сжимающих нагрузок, особенно при повышенных температурах.

При изучении остаточной прочности и модулей исследователи, как правило, ограничивались рассмотрением свойств в направлении оси образца, т. е. в направлении повреждающей нагрузки. Такой подход не учитывает тот факт, что рассматриваемые материалы анизотропны и что повреждения, происшедшие в одном направлении, могут влиять на прочность и модули в других направлениях. Полное изучение этих взаимодействий было бы очень полезным, но, по-видимому, необходимые для этого время и стоимость испытаний оказываются неприемлемыми для большинства исследовательских программ.

До недавнего времени исследование усталости осуществлялось на основе эмпирического построения стандартных (S — N) -кривых и на основе информации об остаточной прочности для ряда материалов и частных схем армирования. Важным достижением в представлениях об усталости явилась разработка концепции «износа» — подходе, рассматривающем ухудшение свойств материала в результате циклического механического воздействия [51]. Эта концепция рас-

сматривает усталостное разрушение как процесс, в основе которого лежит наличие заранее существующих в материале дефектов и несплошностей. По мере увеличения размеров этих дефектов из-за действия циклических напряжений в общем усиливается тенденция к разрушению и уменьшается остаточная прочность. Когда уровень остаточной прочности снижается до амплитудной величины циклических напряжений, происходит усталостное разрушение. Предсказание времени жизни материалов и их остаточной прочности возможно при условии, что разработана модель развития дефектов материала и оценено их влияние на статическую прочность. В работе [52] развита полуэмпирическая детерминистическая схема для предсказания и установления взаимосвязи между распространением усталостной трещины, остаточной прочностью и временем жизни слоистых волокнистых композитов с надрезами и отверстиями. Этот подход находится в соответствии с принципами «усталостного износа»') и охватывает главные физические характеристики и механизмы разрушения, которые наблюдались при статических и усталостных испытаниях волокнистых композитов (см., например, [45]). Существует три вида такого разрушения:

1300 Н/мм2. В процессе циклического нагружения концентрация напряжений уменьшается. Таким образом, для материала А не может наступить усталостное разрушение в виде распространения поперечной трещины. У материала В, начальная прочность которого такая же, как и у материала А, при первом цикле нагружения поперечная трещина не образуется. Далее, поскольку OSCFM с ростом числа циклов уменьшается, разрушение материала В от распространения поперечной трещины произойти тем более не может. Усталостное разрушение этого материала, а также разрушение при статическом нагружении произойдут от распространения осевой трещины. Величина остаточной прочности материалов А и В в зависимости от числа циклов нагружения показана на рис. 2.35.

В качестве исследуемого материала использовали плиты толщиной 2,5, 35, 50 и 80 мм из сплава 5083-0, которые были изготовлены по обычной серийной технологии и полностью соответствовали требованиям стандартов ASTM и NV (Det NorsKe Veritas). Испытания с определением характеристик разрушения были проведены, в основном, на плитах толщиной 25 мм. Сравнительные испытания плит толщиной 35, 50 и 80 мм проводили с целью оценки влияния толщины плиты на величину остаточной прочности.

Определение остаточной прочности проводили в основном на испытательной машине с максимальным усилием 30 МН. Образцы охлаждали в жидком азоте, температуру испытания замеряли термопарами.

Затраты на замену машин в соответствии с формулой (88) складываются из затрат на их приобретение за вычетом остаточной стоимости. Затраты на приобретение определяют по уравнению (86). Рассмотрим подробнее эту зависимость. Для начала планового периода t0 всегда известна годовая поставка рассматриваемых машин. Назовем ее а. Будем полагать, как и ранее, что поставки машин в планируемом периоде возрастают по линейному закону

Подставляя выражение интенсивности поставок v(t)=a + bt в формулу (86) и приведя все затраты к начальному моменту времени, получим затраты на приобретение новых машин в зависимости от значений коэффициента b функции поставок. Поскольку предполагаем разные возможности в отношении установления полного срока службы машины до списания, необходимо учесть зависимость остаточной стоимости S0 от срока службы. Эта зависимость может быть записана в общем виде (рис. 21)

Умножая ее затем на интенсивность, списания vc [формула (30)] и интегрируя в соответствии с формулой (87) на участке от t0 до ti, получим оценку суммарной остаточной стоимости всех машин, списанных за период планирования. Аналитическое выражение для этого интеграла получить затруднительно, поэтому его значения определяют численными методами в ходе оптимизации функций (95) (см. гл. III, п. 3).

X 0,05 Параметр остаточной стоимости машины

4 d2 0,73 1 0,07 / Параметры остаточной стоимости

Точность измерения эффективности во многом зависит от содержания затрат Sn и результата Ra- Нахождение величины Sn следует производить с учетом всех затрат живого и овеществленного труда, затрачиваемого на конструирование, изготовление и эксплуатацию машиностроительных изделий. Причем во внимание принимается не только необходимый, но и прибавочный труд работников, занятых их созданием и эксплуатацией. По машинам, у которых ликвидационная стоимость является значительной, целесообразно учитывать эту стоимость также в содержании полных затрат Sn. При этом не следует смешивать ликвидационную и остаточную стоимость. Ликвидационная — это стоимость, по которой продается продукция, после ее выбытия из потребления и реализации на сторону; остаточная — та часть стоимости машины, которую еще осталось перенести на стоимость продукции, выпускаемой с помощью этой машины. Остаточная стоимость определяется как разность между первоначальной стоимостью машины и суммой амортизационных отчислений, произведенных к моменту установления остаточной стоимости.

где /Сноп — вновь вкладываемые капитальные вложения в реконструкцию; /Снсп — основные фонды по стоимости их реализации, высвобождающиеся в результате реконструкции и передаваемые для использования на другие объекты народного хозяйства; Ку — убытки от ликвидации действующих основных фондов в результате реконструкции, оцененных по их остаточной стоимости с учетом затрат на демонтаж и за вычетом возвратных сумм, а также убытков от сноса зданий и сооружений, попадающих в район расширения реконструируемых заводов.

где 5П и Ээ — экономия от внедрения новой техники (снижение себестоимости) в сфере производства и в сфере потребления; /Сп — дополнительные капитальные вложения, связанные с выпуском новой техники, включая единовременные затраты освоения и изготовления; ДМ — разница в цене новой и заменяемой техники; /Сэ — дополнительные капитальные вложения, связанные с внедрением новой техники на предприятии-потребителе (с учетом остаточной стоимости ликвидируемых основных фондов и изменения остатков оборотных средств).

В практике машиностроительной промышленности амортизация исчисляется в процентах от первоначальной стоимости основных фондов за вычетом их остаточной стоимости к моменту окончательного выхода из употребления. Процентная норма амортизации по каждому виду основных фондов определяется, исходя из нормального срока их службы, принимаемого за 100%. путём его деления на число лет использования данных основных фондов.

Таким образом, размер среднегодовой амортизации основных фондов будет определяться отношением суммы затрат на создание основных фондов за вычетом их остаточной стоимости к числу лет их использования. Средняя норма амортизационных отчислений в машиностроительной промышленности для восстановления основных фондов после полного их износа составляет 5,5°'о в год от первоначальной стоимости.

В бухгалтерском балансе основные средства показываются по их остаточной стоимости, равной первоначальной стоимости за вычетом суммы износа. Сумма износа основных средств показывается за итогом баланса.