Определения масштабов

Рис. 3.7, Образец для определения малоцикловой выносливости материалов с покрытиями.

Изложенные закономерности сопротивления термоциклическому нагружению относятся к однородным напряженным состояниям растяжения — сжатия или чистого сдвига. Они являются основой для определения малоцикловой несущей способности неоднородно напряженных элементов конструкций. Эта циклическая напряженность находится в упругопластическои области, являясь при стационарном внешнем нагружении нестационарной в силу процессов перераспределения деформаций и напряжений при повторном деформировании. Анализ полей деформаций в зонах наибольшей напряженности элементов, особенно в местах концентрации, связан с решением достаточно сложных краевых задач, о чем далее будут изложены некоторые данные. Применительно к задачам концентрации напряжений и деформаций представилось возможным применить решение Нейбера [23], связывающее коэффициенты концентрации напряжений Ks и деформаций КЕ в упругопластическои стадии с коэффициентом концентрации напряжений а„ в упругой стадии. Анализ ряда теоретических, в том числе вычислительных, решений и опытных данных о концентрации деформаций позволил [24] усовершенствовать указанное решение путем введения в правую часть соответствующего выражения функции F (5Н, «„, т), отражающей влияние уровня номинальных напряжений 5Н, отнесенных к пределу текучести, уровня концентрации напряжений а„ и показателя степени т диаграммы деформирования при степенном упрочнении. Зависимость Нейбера в результате введения этих влияний выражается следующим образом:

Анализ НДС локальных зон телескопического кольца. Для определения малоцикловой долговечности кольца необходимо знать циклические и односторонне накопленные деформации в зонах концентрации напряжений, а также иметь кривые малоцикловой усталости применяемых конструкционных материалов с учетом закона нагружения.

22. Цыгельный ИМ., Корнблюм А.И., Новачинский М.С. и др. Создание измерительно-вычислительного комплекса ИВК-9 для механических испытаний и его использование для определения малоцикловой усталости металлов. - В кн.: IV Всесоюз. симпоз. "Малоцикловая усталость — механика разрушения, живучесть и материалоемкость конструкций": Тез. докл. и сообщ. Краснодар, 1983. М.: ЦП НТО "Машпром", 1983, с. 19-20.

Для уточненного определения малоцикловой прочности и ресурса могут быть использованы экспериментальные кривые малоцикловой усталости при жестком (заданные амплитуды деформаций) и мягком (заданные амплитуды напряжений) нагружении [4, 5, 8, 14, 15]. Это имеет важное значение при использовании в атомных реакторах новых материалов (основной металл, металл швов и наплавок), а также при изменении режимов термообработки.

Нужно отметить, что получение и использование в расчете всего комплекса перечисленных данных для оболочечных конструкций вызывают в настоящее время значительные трудности. В этой связи ниже приведены результаты экспериментального изучения распределения и перераспределения напряжений и деформаций в зонах максимальной нагруженности, а также достижения предельных состояний для разработки инженерной методики определения малоцикловой прочности и ресурса оболочечных конструкций.

Ниже приведены основные положения, расчетные уравнения и характеристики для определения малоцикловой и длительной циклической прочности, а также алгоритмы и программы расчетов на ЭВМ сопротивления разрушению элементов конструкций при малоцикловом нагружении. В излагаемых методах расчета на сопротивление малоцикловому разрушению были использованы результаты научных разработок, изложенных в настоящей серии монографий [1—4] и в работах [5—8], а также разработок нормативных материалов применительно к атомным энергетическим реакторам [9] и методических рекомендаций (по линии научно-методических комиссий в области стандартизации методов расчетов и испытаний на прочность).

Расчеты прочности и ресурса высоконагруженных конструкций при малоцикловом нагружении базируются па исходной информации о тепловых и механических нагрузках, на получаемых в процессе расчета данных о кинетике напряженно-деформированных состояний, на соответствующих критериях разрушения (преимущественно деформационного характера) и условиях суммирования повреждений, оцениваемых через параметры действующих и предельных деформаций. Одним из основных вопросов, имеющих существенное значение для всех этапов определения малоцикловой прочности и ресурса, является вопрос об уравнениях состояния, характеризующих поцикловую связь между текущими значениями напряжений и деформаций. Эта связь в общем случае оказывается достаточно сложной и зависящей от уровня действующих нагрузок, типа материала, условий нагружения (температур, скоростей деформирования, времен выдержек), характера напряженного состояния, возможных структурных изменений в материале, степени его поврежденности, а также от физико-механических воздействий окружающей среды.

Таким образом, для определения малоцикловой

определения малоцикловой долговечности справедливы для

Для определения малоцикловой долговечности вместо

прямыми точкам строят искомую кривую s—t. Формулы для определения масштабов диаграмм: при графическом дифференцировании

примерно F'01 «=: FQJ, F'IZ fs> F J2; далее выбирают произвольно Я( с учетом масштаба построений и проводят лучи 0 — /, 1 — 2, . . ., параллельно которым на диаграмме s — ^проводят отрезки прямых 0 — /, 1 — 2 ..... а затем по полученным в пересечениях с разделяющими прямыми точкам строят искомую кривую s — t. Формулы для определения масштабов диаграмм: при графическом дифференцировании

Из условий (5.66), (5.67) и (5.68) можно получить систему уравнений для определения масштабов величин о, Е, Р..... Я, а:

При использовании метода аналогичности могут быть приняты другие произвольно выбранные условия определения масштабов; уравнение (4) тогда будет иметь иную форму при том же числе критериев аналогичности. Полученная форма уравнения (4) предпочтительна в связи с тем, что она может быть использована и при Тя = 0. Случай gK ^ 0, возможный для некоторых видов двигателей, практического значения не имеет, так как такие машины обычно снабжают регуляторами частоты вращения. Это относится в основном к машинам с приводом от двигателей внутреннего сгорания или газовых турбин. Величины Та и #д здесь определяются параметрами регулятора, так как их значения для этих двигателей малы и могут не учитываться.

Пример определения масштабов модели. 1 [одлежит обследованию модель водослива. Главными силами являются силы инерции, вязкости и тяжести. Необходимо соблюдение Re и Фг. Равенство у модели и натуры этих величин означает существование равенств kvkik~l = 1 и kv*ki~1kg~l=l. Нахождению подлежат йг, kK iikt. Исключая kv, считая kg~\ (g—ускорение свободного падения—для натуры и модели будет заведомо одинаково), получаем: fy = /&v2 • Находя kv и имея в виду, что kv = и; kt~l, получим: kt= i/ k.t = kv . По уравнению размерности силы получим: kR = k? kf ka'2, откуда kR = kp k-t*. Выводы: подобные модельные испытания возможны только при применении жидкости иной вязкости; для уменьшения размеров модели следует применять менее вязкую жидкость.

Формулы для определения масштабов диаграмм:

Формулы для определения масштабов диаграмм:

Формулы для определения масштабов диаграмм:

Таким образом, несмотря на сложное переплетение различных структурных составляющих годности (или стоимости) составных частей современных машин, с которыми приходится иметь дело при ремонте, можно вполне точно установить исходную меру определения масштабов ремонтного производства, а именно: ремонт является производством в меру средних общественно необходимых затрат труда ремонтных рабочих на возобновление всех неконструктивных элементов каждой машины и ее агрегатов, узлов и отдельных элементов за все время использования. Исходя из этого может быть определена требуемая производственная база ремонта, так же как и 'соответствующие масштабы производства, и требуемая база для изготовления новых машин и запасных частей к ним.

Пример построения диаграммы s—/ по v—t показан на рис. 13. На диаграмме проводят разделяющие линии 1,2,..., а затем горизонтали с таким расчетом, чтобы примерно F'01 «=; Flt, F'n j=« F"x2; далее выбирают произвольно Я? с учетом масштаба построений и проводят лучи 0—/, 1—2,. . ., параллельно которым на диаграмме s—t проводят отрезки прямых С—/, 1—2, . . ., а затем по полученным в пересечениях с разделяющими прямыми точкам строят искомую кривую s—t. Формулы для определения масштабов диаграмм: " при графическом дифференцировании