Предельным состоянием

Испытания на растяжении проводились до полного разрушения образцов. Сопоставление рельефа амплитуд гармонических составляющих с диаграммой нагружения образцов из этих металлов показывает, что предельным состояниям материала образца пределу пластичности и пределу прочности

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].

фиксированы требования к объектам стандартизации, обязательные для исполнения в определ. областях деятельности, при произ-ве определ. работ и т.д. Разрабатывается в уста-новл. порядке и утверждается компетентным органом. Осн. виды НТД -стандарты и технические условия. НОРМАТИВНЫЕ НАГРУЗКИ - наибольшие нагрузки, отвечающие норм, условиям эксплуатации зданий и сооружений; используются при расчёте конструкций по предельным состояниям.

15.3.1. Общие указания. Несущие элементы стальных конструкций резервуаров рассчитывают по предельным состояниям в соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП П-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования и СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования). Нормативные нагрузки, действующие на конструкции резервуаров, а также коэффициенты надежности по нагрузке принимаются в соответствии со СНиП 2.01.07-85.

17.3.2. Рекомендации по расчету. Трубопроводы рассчитывают по предельным состояниям: по первой группе предельных состояний (по прочности и устойчивости); по второй группе предельных состояний - для трубопроводов, величина деформации которых может затруднить нормальную эксплуатацию и ограничить возможность их применения. Расчет трубопроводов на вертикальные нагрузки выполняют, как правило, по схеме однопролетной балки с пролетом, равным расстоянию между опорами.

Испытания на растяжении проводились до полного разрушения образцов. Сопоставление рельефа амплитуд гармонических составляющих с диаграммой нагружения образцов из этих металлов показывает, что предельным состояниям материала образца пределу пластичности и пределу прочности

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].

НОРМАТИВНЫЕ НАГРУЗКИ — наибольшие нагрузки, отвечающие норм, условиям эксплуатации зданий и сооружений; используются при расчёте конструкций по предельным состояниям.

Пусть, например, шатун кривошипно-ползунного механизма нагружен продольной силой F. Эта сила может иметь несколько предельных значений Fiim, которые соответствуют разным предельным состояниям. Если F — /чнт. то напряжение в шатуне достигнет предела текучести; если F = F^\\m, то шатуну угрожает потеря прямолинейной формы (об этом подробнее — в дальнейшем) и он может согнуться; если F = F3\;m, то начнет перегреваться пара вращения; если F = Ft\-im, то по прошествии определенного времени в шатуне разовьется трещина усталости и произойдет его поломка. Все эти предельные нагрузки F\\m можно разделить на две группы. К первой из них относятся Рг\\т, F2r,m, Fs\im, ко второй —Ft\;m. Если действующая расчетная нагрузка F хотя бы однажды достигнет величины какой-либо из предельных нагрузок первой группы, то это немедленно приведет к потере работоспособности (в шатуне появится остаточная деформация или он согнется, кинематическая пара потеряет подвижность и т. д.) Если действующая нагрузка достигнет какой-либо предельной нагрузки второй группы, то это приведет к преждевременному повреждению, но не вызовет немедленной потери работоспособности. Таким образом, расчет конструкции на способность сопротивляться нагрузкам второй группы есть, в сущности, проверка заданного срока службы, ресурса, в течение которого конструкция сохранит свою работоспособность. Поэтому сравнение расчетной действующей нагрузки должно делаться как с наименьшей нагрузкой первой, так и с наименьшей нагрузкой второй группы. Например, если Finm > ^зМт > > f 2iimi то должны быть обеспечены неравенства F < Fz\-tm и

В большинстве конструкций величина напряжения пропорциональна величине нагрузки. При наличии такой пропорциональности соотношения метода расчета по предельным состояниям можно записать и через напряжения. Тогда допускаемое напряжение

Величина QMex характеризует общую энергоемкость металла с учетом неоднородности поглощения энергии. Необходимо отметить, что величины Ук и Ур, соответствующие предельным состояниям данного материала, являются энергетическими константами кристаллической решетки и не должны зависеть от предыстории металла и условий его нагружения. Эти условия, как и структурное состояние материала, отображаются в уравнении (10) переменными величинами Vs и п. Конкретные значения этих величин зависят от исходного состояния материала (способа изготовления, режима термической обработки, наличия концентратов напряжений и т.' д.), вида нагружения и условий деформирования (среда, скорость деформации, температура и т. п.). Чем больше величина QMex, т. е. чем выше значения отдельных слагаемых, входящих в уравнение (10), тем выше, следовательно, способность металла поглощать энергию при механическом нагружении и тем больше его прочность.

ной формы и др.). Таким образом, сопротивление деформированию носит устойчивый или неустойчивый характер. Устойчивое сопротивление деформированию обычно сопровождается с ростом внешней нагрузки (например, при нагружении монотонно возрастающей силой). Переход из устойчивого в неустойчивое состояние сопровождается снижением интенсивности роста или спадом внешней нагрузки и называется предельным состоянием, а параметры, соответствующие ему, - критическими (критическая сила, деформация, напряжение, энергия). Формы потери устойчивости сопротивления деформации разнообразны, например, переход металла из упругого в пластическое состояние, локализация деформаций (шейко-образование) при растяжении, потеря устойчивости первоначальной формы при действии напряжений сжатия и др. Разрушение нередко происходит при нормальных условиях эксплуатации конструкций, когда в целом металл испытывает макроупругие деформации. Такие разрушения, как правило, реализуются при наличии дефектов и конструктивных концентраторов. Последние вызывают локальные перенапряжения и образование микротрещин. Трещины в металле могут существовать и до эксплуатации конструкции, например, холодные и горячие трещины в сварном соединении. При рабочих нагрузках, вследствие действия временных факторов разрушения, происходит медленный, устойчивый рост исходных трещин и при определенных условиях наступает период неустойчивого (быстрого) распространения и окончательного разрушения. Определение критических параметров неустойчивости росту трещин является основной задачей механики разрушения. Критерии механики разрушения, как и феноменологические теории прочности, постулируются на основании какого-либо силового, деформационного или энергетического параметра R (рис.2.7). Условием неустойчивости тела с трещиной является (быстрое распространение трещины).

нагрузке и частоте вращения, с учетом условий эксплуатации (смазка, окружающая среда, динамичность нагружения, условия теплоотвода и пр.). Предельным состоянием ПК является возникновение усталостного выкрашивания на одной из его деталей.

Предельным состоянием называется такое состояние, при котором во всех точках системы напряжения достигают величины предела текучести.

Предельным состоянием изделия будет такое, при котором вероятность выхода его параметров за допустимые пределы достигнет установленного уровня. Начиная с этого момента изделие нуждается в восстановлении утраченной работоспособности.

нагрузке и частоте вращения, с учетом условий эксплуатации (смазка, окружающая среда, динамичность нагружения, условия теплоотвода и пр.). Предельным состоянием ПК является возникновение усталостного выкрашивания на одной из его деталей. Примем следующие обозначения [11]:

Вместе с тем важным оказывается вопрос, определяется ли прочность работающего магистрального трубопровода тем же предельным состоянием, что и прочность трубы при статическом нагруже-вии до разрушения внутренним давлением?

При защите строительных конструкций и прежде всего химически стойких полов предельным состоянием является отсутствие значительных выбоин или отслоения от основания при ударных нагрузках (стационарных и от движущегося транспорта).

Для каждого конкретного случая интерес представляет лишь одно из двух указанных предельных состояний. Если в материале до разрушения возникают заметные пластические деформации, то именно это возникновение будем считать предельным состоянием материала, тем более что отделить вязкое разрушение от течения часто вполне допустимо. Если же разрушение наступает без'предшествующих заметных пластических деформаций, то в качестве предельного состояния материала будем считать разрушение.

Если предельным состоянием материала в локальной области является хрупкое разрушение, то в ряде случаев это предельное состояние может представить опасность для всей конструкции, ибо разрушение материала в малой области может явиться началом развития конечной по размеру области разрушения. В таких случаях вполне уместно использование расчета по допускаемым напряжениям, в котором считается, что опасная ситуация для конструкции в целом заключается в возникновении опасной для материала ситуации хотя бы в одной или нескольких ее точках.

Многочисленные опыты показывают, что вторая теория не отражает во всех •случаях действительного характера поведения материала. Приемлемые результаты получаются в случаях, когда в условиях сложного напряженного состояния предельным состоянием оказывается разрушение п*утем отрыва, т. е. хрупкое разрушение. Поэтому вторую теорию уместно назвать теорией прочности, а условие (8.10) критерием прочности.

ности, но для среды с предельным состоянием, имеющим хрупкую природу.