Переменными параметрами

зубчатых колес. Познакомимся с некоторыми понятиями и определениями, связанными с переменными напряжениями.

Познакомимся с некоторыми понятиями и определениями, связанными с переменными напряжениями.

Вероятностная природа усталостного разрушения, зависящего от дефектов структуры и поверхности металла, отражается на закономерностях подобия при этих разрушениях. С увеличением напрягаемых переменными напряжениями объемов увеличивается вероятность ослабления сопротивления металла разрушению более значительными дефектами и их сочетанием, уменьшается предел усталости, ослабляется рассеяние. Влияние абсолютных размеров на усталостные свойства металла возрастает с увеличением его неоднородности, особенно сильно проявляясь на литых и крупнозернистых структурах. С уменьшением вероятности разрушения влияние абсолютных размеров ослабевает, так как в соответствии со статистическими представлениями рассеяние уменьшается с увеличением напрягаемых объемов, и кривые усталости для низких вероятностей разрушения при различных размерах сечений сближаются. При сложных напряженных состояниях усталостные разрушения для металлов в вязком состоянии в основном определяются максимальными или октаэдрическими касательными напряжениями, как это следует, например, из данных исследования усталости конструкционных сталей. Большинство результатов укладывается между предельными шестиугольником касательных напряжений и эллипсом октаэдрических. Для металлов в хрупком состоянии разрушения определяются главными растягивающими нормальными напряжениями, они располагаются ближе к предельному квадрату предельных нормальных напряжений. Форма усталостного излома при кручении для вязких металлов свидетельствует о зарождении усталостного разрушения по направлению действия наибольших касательных напряжений. Для хрупких металлов трещина возникает сразу в направлении действия наибольших нормальных напряжений. Развитие трещины обычно следует поверхностям наибольших нормальных напряжений. а Для усталостных раз- "*"' """ рушений имеет значение сочетание переменной и статической напряженности, характеризуемое асимметрией цикла, ко- -20 эффициент которой яв-

Несущая способность высоконапряженных деталей (дисков турбин, толстостенных резервуаров под высоким давлением), нагруженных статически, обычно определяется в связи с влиянием пластических деформаций на напряжения и перемещения. В то же время для деталей, нагруженных главным образом переменными напряжениями (быстровращающиеся валы, особенно подверженные колебаниям, вибрирующие пружины, лопатки турбин и др.), преимущественное значение имеет несущая способность в отношении их сопротивления усталости.

В результате химического никелирования и диффузионного хромирования стационарные потенциалы образцов повысились соответственно до —280 и —40 мВ, что в среднем на 300 мВ и 550 мВ положительнее потенциалов незащищенных сталей. Плотность коррозионного тока в незащищенных и ненагруженных переменными напряжениями сталей составляла 0,1—0,2 мА/см2. После никелирования и хромирования плотность тока уменьшилась соответственно на 3 и 4 порядка. Для хромового покрытия характерно самопроизвольно возникающее устойчивое пассивное состояние при потенциалах от —200 мВ и выше при токе полной пассивации, достигающем 0,00008 мА/см2 (рис. 94).

роударных процессов [10]. Известно, что наибольшее число отказов машин вызывается не статическими, а переменными напряжениями и динамическими нагрузками вследствие вибрации и ударов. Из-за вибрации снижается несущая способность деталей, развиваются микро- и макротрещины, приводящие к усталостному разрушению материалов, изменяются условия трения и износа контактных поверхностей деталей машин. Вибрация и шум оказывают непосредственное влияние на человека, поэтому защита человека от вибраций определяет надежность системы человек-машина—среда.

Условия нагружения конструкции. В лабораторных условиях при определении а,- применяют переменные изгибающие напряжения симметричного цикла. График усталости для данного вида нагружения показан на рис. 3.31. Если деталь нагружена переменными напряжениями, величина которых omax = oi и omin = o_i, то долговечность такой детали составит один миллион циклов (106). При более низком симметричном напряжении аг долговечность возрастает до трех миллионов циклов (3-Ю6). И, наконец, при некотором переменном напряжении (аг) эта деталь выдержит как угодно много циклов.

пазоне нагрузки, близкой к номинальной. В реальных условиях эксплуатации ТЭС ее оборудование большую часть времени работает при отклонении от расчетного режима по нагрузке, а иногда и по параметрам. Последнее связано со снижением нагрузки до нуля и подъемом ее до номинального значения при останове и пуске агрегатов. При этом имеют место не только дополнительные потери теплоты, но и снижение надежности из-за работы элементов оборудования с переменными напряжениями в металле, связанными с резкими колебаниями температуры и давления рабочей среды.

Детали, не имеющие концентрации напряжений и нагруженные кр учением Jc изгибом. Одним из случаев сложного напряженного состояния, с которым сталкиваются на практике, .является одновременный изгиб и кручение или осевая нагрузка, которым подвергается вал. Условия разрушения удобно выразить через 'переменные крутильные и изгибные напряжения, что и сделано ниже. Предположим, что в )вале одновременно с переменными напряжениями изгиба ±а имеют место переменные напряжения кручения ±т, тогда результирующие главные напряжения будут

В безразмерной форме влияние предшествующего нагружения на поведение различных элементов авиационных конструкций из алюминиевых сплавов приведено на рис. 15.14. Во всех случаях усталостные испытания проводились при пульсирующем растяжении с растягивающими средними напряжениями в пределах от 8,40 до 14,00 кГ/мм2 и переменными напряжениями в пределах от ±2,66 до ±5,45 кГ/мм2. Результаты постоянно показывают благоприятность предшествующей растягивающей нагрузки, увеличивающей в некоторых случаях срок службы в 100 раз. Напротив, сжимающая предшествующая нагрузка вредна, она понижает срок службы в десять и более раз. На сжатие испытывались только образцы с поперечным отверстием, так как другие элементы, такие как лонжероны фермы, будут разрушаться от потери устойчивости.

Вероятностная природа усталостного разрушения, зависящего от дефектов структуры и поверхности металла, отражается на закономерностях подобия при этих разрушениях. С увеличением напрягаемых переменными напряжениями объемов увеличивается вероятность ослабления сопротивления металла разрушению более значительными дефектами и их сочетанием, уменьшается предел усталости, ослабляется рассеяние. Влияние абсолютных размеров па усталостные свойства металла возрастает с увеличением его неоднородности, особенно сильно проявляясь на литых и крупнозернистых структурах. С уменьшением вероятности разрушения влияние абсолютных размеров ослабевает, так как в соответствии со статистическими представлениями рассеяние уменьшается с увеличением напрягаемых объемов, и кривые усталости для низких вероятностей разрушения при различных размерах сечений сближаются. При сложных напряженных состояниях усталостные разрушения для металлов в вязком состоянии в основном определяются максимальными или октаэдрическими касательными напряжениями, как это следует, например, из данных исследования усталости конструкционных сталей. Большинство результатов укладывается между предельными шестиугольником касательных напряжений и эллипсом: октаэдрических. Для металлов в хрупком состоянии разрушения определяются главными растягивающими нормальными напряжениями, они располагаются ближе к предельному квадрату предельных нормальных напряжений. Форма усталостного излома при кручении для вязких металлов свидетельствует о зарождении усталостного разрушения по направлению действия наибольших касательных напряжений. Для хрупких металлов трещина возникает сразу в направлении действия наибольших нормальных напряжений. Развитие трещины обычно следует поверхностям мальных напряжений. Для усталостных разрушений имеет значение сочетание переменной и статической напряженности, характеризуемое асимметрией цикла, коэффициент которой является отношением минимального и максимального напряжений

(комплексы), совместно влияющих на исследуемую функцию. Эти комплексы представляют собой устойчивые комбинации из факторов, существенных для изучаемого процесса, поэтому имеют ясный физический смысл. Заданное значение комплекса может быть получено при большом числе комбинаций из входящих в него величин, поэтому комплексы являются новыми, обобщенными переменными (параметрами) в исследуемом процессе.

11. Диментберг М.Ф. Случайные процессы в динамических системах с переменными параметрами. - М.: Наука. 1989. — 176с.

или отсчеты решетчатых функций, зависящих лишь от п . Фильтры линейные дискретные делятся на два класса: фильтры с постоянными параметрами; фильтры с переменными параметрами.

Большое значение для повышения достоверности вибродиагностики имеет выбор информативных параметров вибрации, к которым относятся интенсивность, спектральная плотность, амплитуды и фазы отдельных составляющих спектра и т. д. Например, для линейной колебательной системы с переменными параметрами уравнение вибродиагностики можно записать виде [93]

Согласно рис. И указанный многоугольник характеризуется -следующими переменными параметрами: сторона / может двигаться только в плоскости Оуг, так что ее положение определяется единственным углом рх; сторона 2 имеет пространственный характер движения, вследствие чего ее положение устанавливается тремя углами аа, 3а и Va наклона к осям координат, параллельным неподвижным осям. Однако указанные углы связаны соотношением вида (1.1). Чтобы вполне определить положение звена 2 как пространственного тела, необходимо еще знать угол фа поворота его вокруг оси ВС, для чего можно использовать связь этого звена со звеном 5. Эта связь устанавливается постоянным и равным 90° утлом •& между осью Си и перпендикуляром Cw к средней плоскости прорези для пальца шаровой с пальцем пары (см. рис. 4, б). Перпендикуляр Спи жестко •связан с отрезком ВС, так что положение звена 2 в данном случае устанавливается двумя пересекающимися в точке С отрезками ВС и Cw. Кроме этого, в механизме имеется еще один переменный параметр, а именно: длина /а отрезка ОС.

Таким образом, рассматриваемый многоугольник характеризуется шестью переменными параметрами: углами р\, а2, Р2, YZ. Фа и отрезком 13. Указанные параметры связаны соотношениями: отмеченными выше тремя уравнениями проекций, равенством вида (1.1) и соотношением, связывающим угол q>2 с известным направлением оси Си при помощи угла ft, т. е. в данном случае шесть переменных параметров связаны пятью соотношениями, а потому рассматриваемая кинематическая цепь имеет одну степень свободы и является одноподвижной.

3°. Посмотрим, как получить в результате присоединения группы звеньев с двумя- переменными параметрами один замкнутый векторный контур. Для этого к ведущему звену и к стойке присоединим два звена, образующих вращательную кинематическую пару. Такой механизм (рис. 88) имеет замкнутый векторный контур 1—2—3—4 и три переменных параметра: 2 и q>3, из которых обобщенная координата фх относится к ведущему звену /.

изображенному штрихами, и к стойке 4 присоединена двухповодко-вая группа 2—3, в которой звено 3 входит со стойкой в поступательную пару. В данном случае переменными параметрами являются угол ф2 и переменная длина стойки /4 при переменной обобщенной координате фх.

В контуре ABCDA переменными параметрами являются углы
При решении задачи о положениях можно воспользоваться уравнением замкнутости векторного контура ABCODA, в котором переменными параметрами являются угол аи наклона кривошипа / к оси Axlt хг, г/2. Ч — проекции орта е2, определяющего положение вектора /2 шатуна, ф2 — угол поворота шатуна 2 как пространственного тела вокруг оси ВС и 1ОС — расстояние от начала координат О, устанавливающее положение ползуна 3. Таким образом, число переменных параметров механизма равно шести, а для решения задачи о положениях мы располагаем тремя уравнениями проекций замкнутого векторного контура ABCODA и одним уравнением вида (7.3), составленным для шатуна 2, т. е. всего четырьмя уравнениями. Следовательно, механизм имеет две степени свободы. Однако сейчас же можно сделать заключение: если не интересоваться вращением шатуна вокруг оси ВС, которое не влияет на характер изменения остальных переменных параметров, то это вращение можно не принимать во внимание при определении положений звеньев, и тогда

Большое значение для повышения достоверности вибродиагностики имеет выбор информативных параметров вибрации, к которым относятся интенсивность, спектральная плотность, амплитуды и фазы отдельных составляющих спектра и т. д. Например, для линейной колебательной системы с переменными параметрами уравнение вибродиагностики можно записать виде [93]