ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эквивалентность процессов нагружения и ускоренные ресурсные испытания конструкций из "Сопротивление усталости и живучесть конструкций при случайных нагрузках (БР) " Основная задача, возникающая при проведении ресурсных испытаний конструкций, заключается в воспроизведении на испытательных стендах и полигонах таких нагрузок, которые были бы в определенной степени эквивалентны по своему воздействию реальным эксплуатационным нагрузкам. Точное копирование всего спектра эксплуатационных нагрузок не всегда целесообразно, так как длительность испытаний может оказаться чрезмерной. Кроме того, техническая реализация такого нагружения затруднительна. Более целесообразно проводить ускоренные ресурсные испытания с некоторым форсированием интенсивности и (или) частоты воздействий. Стендовые ускоренные испытания конструкций производятся обычно в условиях детерминированного нагружения, тогда как реальная эксплуатационная нагру-женность этих конструкций более адекватно описывается различными моделями случайных процессов. В этом случае возникает задача об установлении эквивалентности детерминированного и случайного нагружений и соответствующего коэс ициента перехода. [c.183] Аналогичная задача возникает и в том случае, когда стендозые или полигонные испытания производятся с воспроизведением случайных процессов нагружения. Технические возможности таких испытаний все время совершенствуются. Однако необходимо уметь пересчитывать повреждающие воздействия, обусловленные различными моделями случайных процессов. Особый интерес представляет возможность пересчета результатов испытаний с узкополосных режимов нагружения на широкополосные случайные процессы нагружения сложной структуры. [c.183] Простой структуры (рис. 18.2) дают соответствующие оценки для распределений амплитуд и частот эквивалентного случайного процесса (см. 14) и, следовательно, приводят к различным оценкам величин и п . [c.184] Другая трудность заключается в том, что накопленные к некоторому моменту времени t усталостные повреждения при случайных процессах нагружения в силу реализационного рассеяния являются величинами случайными, тогда как для детерминированного процесса эта величина будет детерминированной. [c.184] Из всех известных методов приведения случайного процесса сложной структуры к процессу простой структуры выбирается такой метод приведения, который наиболее согласуется с имеющимися экспериментальными данными, например, метод полных циклов, описанный в 14. [c.184] Возможность сравнения случайных и детерминированных величин накопленных усталостных повреждений определяется мерой рассеяния первых из них. Анализ показывает, что при относительно больших числах циклов нагружения (как это всегда имеет место при расчетах на усталость) реализационным рассеянием накопленного усталостного повреждения можно пренебречь. Тогда действительное усталостное повреждение при случайном процессе нагружения можно заменить ее средним значением и считать величиной детерминированной. [c.184] С помощью которой легко определяется искомая величина В расчетах принято, что == 0. Влияние величины a i на параметр [А для случая т = 8 показано на рис. 18.4. [c.185] Приведенные выше соотношения позволяют легко получить окончательное выражение для определения коэффициента К. [c.187] Возможность пересчета величин накопленных усталостных повреждений, соответствующих различным по интенсивностям воздействия процессам нагружения, позволяет проводить ускоренные ресурсные испытания металлоконструкций на специальных стендах и полигонах и использовать их результаты для оценки ресурса. [c.187] Пусть при проведении испытаний требуется выбрать такой режим нагружения, при котором усталостное повреждение в некоторой /-Й точке конструкции было бы в Ki раз большим, чем при эксплуатационном режиме нагружения, т. е. так, чтобы выполнялись равенства [х,- = Ki i (коэффициенты ускорения испытаний Ki 1 для всех I = 1,2, N). [c.187] Скалярное объединение противоречивых критериев в единый критерий качества редко приводит к результатам, удовлетворяющим исследователя. Поэтому появились методы векторной оптимизации, когда противоречивые критерии объединяются в единый критерий на векторной основе [2, 30]. [c.189] Описанный выше алгоритм решения поставленной задачи соответствует случаю, когда план эксперимента предварительно выбран. Однако произвольно выбранный план проведения эксперимента может оказаться не наилучшим из всех возможных, т. е. указанная ошибка будет не наименьшей по отношению ко всем возможным планам. Возникает задача сравнения различных планов проведения экспериментов и выбора наилучшего из них (оптимального плана). [c.191] Величина [ fp, (с)] называется коридором ошибок. [c.191] Примечание. л — расчетные значения. [c.192] При необходимости использовать одновременно несколько критериев следует возвратиться к скалярному или векторному их объединению. [c.192] Для каждого режима испытаний вычислялись долговечность Tj и усталостное повреждение (д.г(/ = 1, 2,. .., 9), накапливаемое в исследуемых узлах за один час испытаний. Результаты расчетов и исходные экспериментальные данные приведены в табл. 18.2 и на рис. 18.6—18.8. [c.192] Для примера в табл. 18.3 приведены значения дисперсии величины fXi, а на. рис. 18.9 дана картина коридора ошибок шириной 2s (s — среднее квадратическое отклонение величины Hi). [c.195] Точность вычислений может быть существенно повышена и коридор ошибок сужен путем увеличения числа испытаний. [c.195] Критерий (18.30) выбран таким образом, чтобы при минимальном различии в коэффициентах ускорения испытаний для различных узлов 1, 2, 3 конструкции получить наибольшее среднее значение этого коэффициента для конструкции в целом. Анализ полученных данных приводит к выводу, что предпочтительными следует считать режимы испытания 2, 8 и 9. [c.195] Вернуться к основной статье