Прогнозировать поведение

В связи с многообразием неметаллических материалов и различным поведением их в коррозионных средах до настоящего времени не разработаны единые, унифицированные методы испытаний неметаллов на стойкость н коррозионному разрушению. Для этих целей ис-нользуется целый ряд методов, применение которнх зависит от природы материала. При этом отсутствуют четкие рекомендации по оценке химической стойкости, позволяющие прогнозировать долговечность материалов в условиях контакта с рабочими средами.. Сведения о пригодности материала иногда можно почерпнуть

парата и т.п., можно оценить прочность и прогнозировать долговечность данной конструкции.

Оборудование предприятий нефтехимии и нефтепереработки работает в условиях действия механических напряжений, высоких температур и коррозионно-активных рабочих сред, инициирующих возникновение и накопление повреждений, приводящих со временем к нарушению его работоспособности. Современные методы механики деформируемого твердого тела позволяют прогнозировать долговечность конструкций на основе расчета напряженно-деформированного состояния для любой точки конструкции. Но для расчета напряженно-деформированного состояния на действующей конструкции необходимо точное знание всех термомеханических режимов эксплуатации либо текущей диаграммы нагружения. Знание исходных на момент изготовления конструкции механических свойств металла недостаточно, так как они в процессе эксплуатации существенно изменяются. Проведение стандартных механических испытаний на действующей конструкции невозможно, поэтому в настоящее время расчет напряженно-деформированного состояния для оценки долговечности осуществляется с использованием данных о свойствах материала в исходном состоянии, что не обеспечивает необходимую точность.

повреждений сопровождается изменением механических и электрофизических свойств металла конструкции. Современные методы механики деформируемого твердого тела позволяют прогнозировать долговечность конструкций на основе расчета напряженно-деформированного состояния для любой точки конструкции [17, 18, 33]. В качестве примера на рисунке 3.5.1 представлена картина распределения напряжений, полученная в результате расчета напряженно-деформированного состояния испытательного образца с концентратором напряжения. Расчет произведен применением комплекса программ для инженерного моделирования электромагнитных, тепловых и механических задач методом конечных элементов ELCUT.

Оборудование предприятий нефтехимии и нефтепереработки работает в условиях действия механических напряжений, высоких температур и коррозионно-активных рабочих сред, инициирующих возникновение и накопление повреждений, приводящих со временем к нарушению его работоспособности. Современные методы механики деформируемого твердого тела позволяют прогнозировать долговечность конструкций на основе расчета напряженно-деформированного состояния для любой точки конструкции. Но для расчета напряженно-деформированного состояния на действующей конструкции необходимо точное знание всех термомеханических режимов эксплуатации либо текущей диаграммы нагружения. Знание исходных на момент изготовления конструкции механических свойств металла недостаточно, так как они в процессе эксплуатации существенно изменяются. Проведение стандартных механических испытаний на действующей конструкции невозможно, поэтому в настоящее время расчет напряженно-деформированного состояния для оценки долговечности осуществляется с использованием данных о свойствах материала в исходном состоянии, что не обеспечивает необходимую точность.

повреждений сопровождается изменением механических и электрофизических свойств металла конструкции. Современные методы механики деформируемого твердого тела позволяют прогнозировать долговечность конструкций на основе расчета напряженно-деформированного состояния для любой точки конструкции [17, 18, 33]. В качестве примера на рисунке 3.5.1 представлена картина распределения напряжений, полученная в результате расчета напряженно-деформированного состояния испытательного образца с концентратором напряжения. Расчет произведен применением комплекса программ для инженерного моделирования электромагнитных, тепловых и механических задач методом конечных элементов ELCUT.

Что касается материалов с покрытиями, то особый интерес методика вызывает потому, что она дает возможность изучения дислокационных изменений в структуре материала при механическом нагружении, которые в настоящее время исследовать иными способами на таких объектах не представляется возможным. Метод внутреннего трения позволяет также установить характер влияния покрытия на кинетику дислокаций в приповерхностных слоях основного металла и прогнозировать долговечность, прочность и жаропрочность конструкционных металлов и сплавов с покрытиями [25].

3) определение коэффициентов эквивалентности режимов и времени до разрушения при работе на каждом из режимов, особенно нестационарном, позволяет прогнозировать долговечность работы лопаток в реальных условиях;

По результатам стендовых и эксплуатационных испытаний построена функция распределения долговечности рамы, которая позволяет прогнозировать долговечность рам опытных конструкций. Для новых автомобилей МАЗ-5336 ожидаемая долговечность рамы составляет 400 тыс. км пробега.

Особый интерес представляет / участок диаграммы, соответствующий низким значениям К, близким к пороговому значению K(h, на основании которого можно прогнозировать, долговечность деталей. Однако этот участок наименее изучен ввиду большой длительности испытаний и трудности его точного определения.

Результаты изотермических усталостных испытаний продолжают использовать для ранжирования кандидатных сплавов по их достоинствам применительно к той или иной роли; однако, чтобы прогнозировать долговечность, требуются дополнительные испытания, моделирование рассматриваемой детали, рабочего цикла, влияния среды.

Основная трудность при оценке надежности машин заключается в использовании таких методов расчета и таких источников информации об изменении работоспособности машины, которые позволили бы прогнозировать поведение машины в различных условиях эксплуатации.

Основная задача теории надежности состоит в выявлении и математическом описании такого закона распределения / (/), который отражал бы с высокой степенью достоверности объективную действительность. Это необходимо для возможности прогнозировать поведение изделия с точки зрения оценки вероятности возникновения отказа. Наиболее простой и широко распространенный путь для решения этой задачи заключается в непосредственном выборе закона распределения, который, по мнению исследователя, отражает действительную картину.

Чем сложнее машина или испытываемый узел, тем труднее сделать пересчет на нормальный процесс ее работы, так как для разных элементов машины, форсирование испытаний оказывает неодинаковое влияние на их работоспособность. Обычно, чем меньше степень форсирования испытаний, тем достовернее результаты, т. е. сводится на нет сама идея ускорения получения информации о надежности. Кроме того, эти возможности появляются лишь при создании опытного образца машины, а прогнозировать поведение машины и получить основные показатели надежности желательно уже на стадии ее проектирования,

Однако расчеты, построенные по такой схеме, как правило, дают ошибочные данные при попытках прогнозировать поведение изделия за пределами периода времени 0 < t <: Тр.

Интенсивное развитие атомной энергетики сделало весьма актуальной проблему радиационной стойкости реакторных материалов. Многочисленные исследования, проведенные в этой области, дают возможность оценить роль основных факторов, ответственных за радиационное повреждение топливных и конструкционных материалов в условиях реакторного облучения. Результаты подобных исследований имеют важное прикладное значение, поскольку позволяют прогнозировать поведение материалов при разработке новых, с экономической точки зрения более выгодных, типов реакторов. Вопросы прогнозирования поведения материалов стоят особо остро при разработке и освоении реакторов на быстрых нейтронах из-за ограниченной базы для испытания материалов таких реакторов и громадного экономического ущерба, связанного с недостаточной радиационной стойкостью материалов в рабочих условиях. Это обстоятельство в свою очередь стимулирует дальнейшее развитие исследований в области физики радиационных повреждений, направленных на детальное изучение основных физических процессов, которые вызваны действием интенсивного облучения на материалы.

Однако следует всегда иметь в виду, что распространение этого правила на области с большими значениями t^>R может привести к грубым ошибкам и неправильным выводам. Экспоненциальный закон хорошо описывает для любой схемы отказов лишь область высокой безотказности, но он лишает нас возможности правильно прогнозировать поведение изделия при повышении его ресурса, делать правильные выводы о мероприятиях по повышению надежности системы.

Чем сложнее машина или испытываемый узел, тем труднее сделать пересчет на нормальный процесс ее работы, так как для разных элементов машины форсирование оказывает разное влияние. Обычно, чем меньше степень форсирования испытаний, тем достовернее результаты, т. е. сводится на нет сама идея ускорения получения информации по надежности. Кроме того, эти возможности появляются лишь при создании опытного образца машины, а прогнозировать поведение машины и получить основные показатели надежности и долговечности машины желательно уже на стадии ее проектирования.

ных данных и не способен прогнозировать поведение металла. Он

достаточно хорошо позволяет прогнозировать поведение металла

Во* многих случаях имеющие решающее значение особенности дорогостоящей детали можно воспроизвести с помощью менее дорогого макета. При этом, если макет изготовлен из материала той же плавки, что и основная продукция, его можно использовать для разработки параметров сварки, а также для оценки склонности к растрескиванию. Испытание макетов — это наиболее результативный и содержательный способ прогнозировать поведение реальных деталей, однако такие испытания все же довольно дороги.

С точки зрения производственника проводить прогнозные ис пытания на склонность к сварочным трещинам или на свари ваемость без создания сварного шва может показаться шагог» претенциозным. Действительно, трудно принимать решени! типа "пойдет/не пойдет" доброкачественная сварка, бази руясь только на механических свойствах или металлургичес ких характеристиках. Применительно к производственному прогнозированию это решение гораздо легче принять, испы тав макеты или воспользовавшись методом стесненного шва Однако чтобы понять природу механизмов растрескивания npi сварке, требуются методы более глубокие, разносторонние i информативные. В этом смысле наиболее полезен и лучии других освоен метод испытаний [18], носящий название Gleeble. Он состоит в том, что испытуемые образцы нагревают в режиме, воспроизводящем сварочные термоциклы, v подвергают испытанию на растяжение в различные моментк термоцикла. Величины прочности и пластичности используют, чтобы понять и/или прогнозировать поведение материала условиях сварки.