ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ОСНОВЫ РЕСУРСНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАШИН (Г.И. Нестеренко) из "Машиностроение Энциклопедия Т IV-3 " В начальный период эксплуатации главных циркуляционных насосов наблюдались поломки соединительных муфт (зубьев шестерен), образовывались трещины в шпоночных пазах под ступицами полумуфт в валах насосов. Разрушения носили явно усталостный характер, а направления развития трещин на валах (под углом 45 к образующей вала) позволили предполагать, что разрушающими напряжениями являлись динамические напряжения кручения, возникающие в результате действия переменного крутящего момента. [c.401] Проведенные тензометрические измерения вращающего вала насоса специально разработанной для этих целей аппаратурой (радиосигнал с тензорезистора, расположенного на валу, поступал на вторичную аппаратуру) дали возможность зарегистрировать все виды напряжений, возникающих на валу. Вьшол-ненные уникальные исследования позволяют понять физику протекания процессов и принять технические решения, обеспечивающие безаварийную эксплуатацию главных циркуляционных насосов. [c.401] При проведении исследований напряженного состояния оборудования необходимо учитывать особенности его работы, накладывающие определенные условия на первичные преобразователи (тензорезисторы), защитные устройства, коммуникации. Так, для внутренних и наружных поверхностей корпусных узлов различных конструкций воздействием для первичных преобразователей являются высокие температуры (до 400 °С) в режиме стационарного и нестационарного нагрева, поток различного теплоносителя, наличие влаги и др. При этом система натурной тензотермометрии должна обеспечивать сохранность в рабочем состоянии всех измерительных средств в процессе монтажа оборудования, проведение измерений в период пусконаладочных работ и начального периода эксплуатации. [c.401] Исходя из этого, дальнейшее развитие средств неразрушающего контроля и диашо-стики должно основываться на принципиально иных физических методах. Один из них, получивший наибольшее распространение в последние годы, - акустико-эмиссионньгй (АЭ) метод. [c.401] При создании систем технической диагностики разрушений металла, оборудования, основанных на анализе сигналов АЭ, первоочередная задача - вьщвление зон (районов) контроля в конкретной ОМК, Она решается на основе расчетных исследований прочности, долговечности, повреждаемости материала конструкций при различных эксплуатационных режимах, определяемых моделью эксплуатации контролируемого объекта. Здесь же должны бьггь учтены опыт изготовления, результаты экспериментальных проверок напряженно-деформированного состояния, физикомеханических свойств, параметров механики разрушения и т.д. [c.401] После выявления зон контроля должен решаться вопрос о том, в каком режиме работы оборудования и с какой периодичностью следует проводить съем АЭ информации. В самом деле, анализ модели эксплуатации оборудования позволяет выбрать те режимы работы, которые вносят наибольшую повреж-денность в материал, а следовательно, наиболее эффективны длл использования АЭ метода. Последовательность и частота данных режимов и определяют периодичность контроля. Следует иметь в виду, что в отношении прочности опасно не само наличие дефекта того или иного размера, а возможность его развития под воздействием приложенных эксплуатационных термомеханических нагрузок. [c.401] Существует ряд методик, позволяющих по характеру потока информации о параметрах АЭ, сопоставления его с текущими параметрами объекта контроля (например, временем, числом циклов нагружения и т.д.) оценить степень опасности зарегистрированных дефектов для последующей эксплуатации данной конструкции [29, 33]. [c.402] Принципиальная схема организации АЭ диагностики конструкций приведена на рис. 4.1.23. [c.402] Ультразвуковой неразрушающий контроль узлов конструкций представляет собой важную задачу как при их изготовлении, так и при эксплуатации и состоит в решении двух задач обнаружения и классификации дефектов, причем задача обнаружения существенно проще и в настоящее время решается более или менее успешно. Перспективный путь решения задачи классифика1ти заключается в разработке новых методов и средств неразрушающего контроля, использующих когерентные способы обработки данных и позволяющих измерять истинные, а не эквивалентные размеры дефекта, определять область его залегания и тип. Наличие этой информации облегчает экспертную оценку опасности дефекта для данной конструкхщи. [c.403] Компьютерная система ультразвукового контроля с когерентной обработкой данных может быть использована для получения высококачественных изображений дефектов в твердых телах по многочастотным цифровым акустическим голограммам. С ее помощью возможно осуществление растровото сканирования поверхности исследуемого образца и регистрадаи эхосигналов, рассеянных неоднородностями. Последующая когерентная обработка этих данных обеспечивает получение изображения дефектов с высоким разрешением и исключительной помехоустойчивостью. Восстановленные изображения позволяют определять реальные размеры дефектов, их наклон, координаты и делать обоснованные суждения о типе дефекта (плоский, объемный) [34, 39]. [c.403] Принципиальное отличие дефектоскопических систем с когерентной обработкой данных от обычного дефектоскопа состоит в использовании когерентной обработки эхосигналов, измеренных на заданной пространственной аппаратуре, что позволяет получать высококачественное изображение дефектов, по которому можно определять их размеры и ориентацию. [c.403] Как уже отмечалось, оценка повреждаемости материала узлов конструкций в процессе эксплуатации в настоящее время производится расчетными методами с использованием исходной экспериментальной информации.. При этом используются разработки в области механики, в том числе и поврежденной среды, вычислительная техника. [c.403] В этой связи представляется малоперспективным использование для данных задач методов классической дефектоскопии, предназначенных для оценки параметров макродефектов. Гораздо перспективнее использование физических методов контроля состояния материала, непосредственно основанных на связи их информативных параметров с параметрами, интегрально характеризующими поврежден-ность материала. [c.403] Проведенный анализ показывает, что среди неразрушающих физических методов контроля к числу наиболее информативных следует отнести комплекс спектральноакустических методов, в основу которых положены экспериментально установленные связи между акустическими параметрами и поврежденностью материала. [c.403] Экспериментально установлено как отечественными, так и зарубежными исследователями для широкого класса материалов (алюминиевые, титановые сплавы и малоуглеродистые стали), что микротрещины, повреждающие материал при малоцикловом нагружении, начинают заметно изменять интегральные акустические параметры (скорость распространения, коэффидаенг затухания, центральную спектральную частоту и др.) уже после количества циклов нагружения, не превышающего 1 - 3 % общей долговечности. [c.403] Анализ накопленных к настоящему времени экспериментальных данных и уровень современных аппаратно-программных средств акустического контроля позволяет считать, что в целом созданы предпосылки для использования результатов акустического контроля для оценки степени рассеянной поврежденности материала и прогнозирования его индивидуального остаточного ресурса. [c.403] Очевидно, что именно модели второго класса, дополненные физическими методами измерений поврежденности, могут послужить основой современных методов прогнозирования индивидуальной долговечности и остаточного ресурса [24]. [c.404] Сложность физических процессов накопления повреждений приводит к отказу от скалярной трактовки функции поврежденности и необходимости рассмотрения ее как вектора, различные компоненты которого описывают различные аспекты накопления повреждений. [c.404] Анализ на физическом уровне процессов накопления повреждений в материале, находящемся под влиянием внешних воздействий, показывает, что в значительном числе случаев наиболее общим физическим механизмом исчерпания ресурса материала является процесс зарождения и роста макротрещин, управляемый микронеоднородным полем локальных напряжений. [c.404] Вернуться к основной статье