ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Блок-схема расчета на усталостную долговечность из "Долговечность деталей шасси автомобиля " Сущность гипотезы разберем с помощью рис. 2.7, а, на котором изображены N (s) — кривая усталости, полученная при испытании на стендах эксплуатационный нагрузочный режим, представленный дискретно в виде числа циклов rii с напряжением Sj. [c.42] Гипотеза основана на предположении, что повреждение, вызванное данным циклом напряжений, не зависит от состояния деталей в рассматриваемый момент и от предыдуш.их циклов нагружения и просто суммируется с повреждениями, вызванными предыдуш,ими циклами. Гипотеза суммирования повреждений была сформулирована для процесса нагружения с симметричным циклом, у которого значение экстремальных значений и амплитуды равны, т. е. s,nin = = Smax а. 3 частота нагружбния не принимается во внимание. [c.43] Так же как при оценке статической прочности, для усталостной прочности вводятся коэффициенты запаса [8, 47]. [c.43] Формула (2.9) соответствует детерминистическому подходу при использовании вероятностного подхода для расчета вероятности безотказной работы (вероятности усталостного неразрушения) могут быть использованы формулы табл. 2.3. [c.43] Другие варианты формул для коэффициентов запаса по усталостной прочности приводятся в работах [47, 95], там же рассматриваются случаи расчета при одновременном возникновении нормальных ст и касательных т напряжений. [c.44] Вопросам расчета на усталостную долговечность посвящено большое количество исследований [9, 47, 68, 83 и др.]. Анализ этих материалов показывает, что всю процедуру расчета на усталость можно представить в виде следующей укрупненной блок-схемы (рис. 2.8), в которой в соответствии с формулой (2.8) выделены три составляющие определение и схематизация параметров нагрузочного режима (блоки / и 2), определение параметров кривой усталости (блок 5) и выбор варианта расчета (блок 4). Из блок-схемы видна многовариантность нахождения каждой из основных составляющих, взаимовлияние и взаимосвязь между блоками, возможность проведения независимых (параллельных) расчетов. В принципе в блок-схеме предусматривается обратная связь, выражающаяся в том, что откорректированный вариант методики в дальнейшем следует применять при расчете аналогичных деталей. [c.44] Рассмотрим подробнее некоторые блоки. При определении параметров нагрузочного режима возможны три варианта моделирование, использование методов подобия и корреляции, экспериментальные исследования. При моделировании на вход аналитической модели узла (агрегата), являющейся в общем случае нелинейной и нестационарной, подаются возмущающие воздействия, на выходе получают нагрузочный режим. Для линейных моделей параметры нагрузочного режима могут быть определены с использованием основных положений статистической динамики. [c.44] При использовании корреляционных методов предполагается, что результаты ранее проведенных экспериментальных исследований нагрузочных режимов аналогичных конструкций статистически обработаны в виде множественных корреляционных уравнений, отражающих связь между параметрами нагрузочного режима, основными конструктивными характеристиками и условиями эксплуатации. [c.44] Смоделированные или полученные экспериментально нагрузочные режимы подвергаются схематизации (блок 2), при этом описанные в литературе способы обработки можно свести к двум с использованием экстремальных точек процесса (максимумов и минимумов) с использованием характеристик случайных процессов. [c.46] Для учета асимметрии нагрузочного режима в блок-схеме предусмотрены два решения (блоки 5.1, 5.2) приведение параметров кривой усталости, в частности амплитуды предела выносливости определение эквивалентной амплитуды для каждого цикла нагружения, приведенного к симметричному, при схематизации в виде двумерного распределения. [c.46] Следует иметь в виду, что приведение нагрузочного режима к процессу с постоянным коэффициентом асимметрии не менее трудоемко, чем использование в расчетах двумерных распределений и поверхностей усталости. Таким образом, в блоке 6 могут быть выполнены три независимых (параллельных) расчета по двумерной гипотезе, с приведением параметров кривой усталости (блок 5.1), с приведением нагрузочного режима (блок 5.2). Каждый из них не исключает проведения расчетов по разным вариантам гипотезы и различных способов одномерной схематизации нагрузочного режима. [c.46] Окончательная оценка ресурса зависит от того, какими статистическими характеристиками представлены входящие в формулу (2.8) параметры кривой усталости и нагрузочного режима. Если известны средние значения и дисперсии, то использование методов линеаризации позволяет определить оценки среднего и дисперсии ресурса (блок 6.1). В частном случае при наличии средних значений можно получить только среднее значение ресурса. При известных законах распределения указанных параметров применение метода статистических испытаний (блок 6.2) позволяет получить функцию распределения ресурса, с помощью которой находятся средний, гамма-про-центный ресурсы, и т. д. [c.46] В зависимости от того, какой информацией располагает расчетчик, выбирается тот или иной набор блоков. Например, запись 1.1, 2.1, 2.4, 3.1, 3.3, 4.1, 6.1 означает, что смоделированный нагрузочный режим схематизирован по максимумам—минимумам в виде двумерного распределения поверхность усталости определена по результатам стендовых испытаний расчет производится по первому и второму варианту гипотезы суммирования повреждений для оценки параметров ресурса использован метод линеаризации. [c.46] Выбор варианта существенно зависит от стадии разработки конструкции. Очевидно, на ранних стадиях оценка параметров нагрузочного режима и кривой усталости может быть произведена на основании анализа аналогичных конструкций, главным образом, с использованием корреляционных зависимостей. По мере поступления информации о стендовых испытаниях, экспериментальных исследованиях нагрузочных режимов (блок 7) производится уточнение исходных данных (блок 8) и, следовательно, должна повышаться достоверность оценок долговечности. [c.47] Многовариантность расчетов, представленная в блок-схеме, объясняется стремлением исследователей и расчетчиков повысить точность и гарантировать достоверность оценок ресурса. Таким образом, повышение точности является основным условием внедрения вероятностных методов расчета на долговечность деталей при проектировании. Здесь возможны следующие направления уточнение корректирующих зависимостей и отдельных составляющих, входящих в формулу (2.8) установление взаимосвязей между отдельными блоками при определении основных составляющих и использование их в окончательном варианте расчета упрощение блок-схемы за счет использования интегральных характеристик. [c.47] Корректировка расчета должна основываться на статистическом подходе, предложенном в работе [47 ]. В принципе ряд блоков схемы (способы схематизации, учет асимметрии и другие) вводятся для корректировки формулы (2,8), основанной на гипотезе суммирования повреждений и предназначенной для нагрузочного режима с симметричным циклом. Для повышения точности расчета могут быть использованы различные методы, при этом основными критериями для выбора вида корректирующей зависимости должны быть равенство средних значений и минимальная дисперсия отклонений фактических и рассчитываемых ресурсов. [c.47] Поскольку окончательных рекомендаций по использованию того или иного варианта расчета не имеется, для оценки долговечности данной детали необходимо проводить расчеты по нескольким вариантам. За расчетный вариант (блок 9) принимается тот, при котором наблюдается, наилучшее совпадение с результатами стендовых и эксплуатационных испытаний. [c.47] Вернуться к основной статье