ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методика прогнозирования качества и надежности изделий из композиционных материалов неразрушающими методами из "Неразрушающий контроль конструкций из композиционных материалов " Обеспечение качеетва и надежности изделий является необходимым условием при проектировании, изготовлении, эксплуатации и контроле, поэтому контроль качества должен проводиться на всех указанных стадиях. [c.105] Однако успешному разрешению данной проблемы препятствует ряд причин. Во-первых, современная теория проектирования имеет основное противоречие, которое заключается в том, что все расчетные уравнения теории проектирования носят детерминированную форму, в то время как критерии, входящие в эти уравнения (предельные сопротивления, внешние нагрузки, параметры упругости, геометрические характеристики и т. д.), носят изменчивый характер, обусловленный несовершенством технологии изготовления, изменчивостью состава реального материала, влиянием внешних факторов (температуры, влаги, вибраций и т. д.), а также наличием различных дефектов структуры материала. [c.105] Во-вторых, современный уровень развития методов и средств контроля качества и надежности находится в противоречии с их реальным применением на практике. [c.105] В-третьих, применение только методов дефектоскопии без неразрушающего контроля физико-механических, технологических и геометрических характеристик на одном и том же изделии не позволяет наиболее полно отразить его качество и надежность. [c.105] В-четвертых, при расчете конструкций на надежность, в настоящее время используются в основном статистические параметры свойств, полученные путем многократных разрушающих испытаний однотипных изделий. Критерием надежности конструкций, в этом случае, будет вероятность пенаступления какого-либо предельного состояния конструкций данного типа. Такой подход не позволяет получить информацию о качестве и надежности каждого конкретного изделия или конструкции. [c.105] Современное развитие техники неразрушающих испытаний материалов, изделий и конструкций позволяет с достаточной для инженерной практики точностью определить непосредственно в изделиях физико-механические и геометрические характеристики. Перерасчет конструкции или изделия по фактическим значениям характеристик, полученных из неразрушающих испытаний, позволяет дать объективную оценку работоспособности конкретных конструкций. [c.105] Надежность изделия будет обеспечена в том случае, когда предельное сопротивление или разрушающая нагрузка не превышает действующую внешнюю нагрузку или напряжение т. е. [c.106] При этом в расчетах для обеспечения работоспособности и несущей способности вводят различные коэффициенты, учитывающие величину перегрузки и условия работы и однородность материала изделия. [c.106] Следует отметить, что при помощи неразрушающих методов можно определить непосредственно в изделии (на любом его участке) прочность и упругие характеристики, по которым на основании выбранного критерия прочности можно рассчитать разрушающую нагрузку для изделия. [c.106] При этом для материалов, отличающихся высокой степенью неоднородности структуры, преимущественное значение при оценке надежности будет иметь коэффициент однородности материала изделия. К числу таких материалов можно отнести орто-тропные стеклопластики, у которых степень неоднородности и стабильность физико-механических свойств материала обусловлена нарушениями ориентации стеклонаполнителя по отношению к основным конструктивным направлениям изделия (например, осевое и тангенциальное направление в цилиндрической оболочке), неравномерным распределением связующего и стеклонаполнителя в массиве изделия, различными дефектами (пористостью, недоотвержденностью стеклопластика, складками и т. д.). Поэтому решение, которое удовлетворит условие (3.16), можно получить, используя характеристики изменчивости значений предельного сопротивления материала изделия по отношению к значению действующего напряжения при котором наступает предельное состояние, т. е. условие надежности можно записать в виде X — (од. — Од) О, тогда надежность изделия определится вероятностью этого условия а = Р (х 0). [c.106] Однако в инженерной практике расчетов конструкций имеют место случаи, когда распределение случайных величин физикомеханических параметров и действующих нагрузок отличается от нормального закона распределения. В этом случае функцию плотности распределения любого сложного закона можно представить в виде ряда Грамм—-Шарлье, в котором члены ряда являются функциями плотности нормального распределения. [c.107] Следует отметить, что на основании многочисленных экспериментов, описанных в различных источниках, отмечается, что результаты механических испытаний подчиняются закону нормального распределения. Поэтому основное внимание в настоящей работе уделяется показателю надежности изделий для нормального закона. [c.108] При расчете конструкций на прочность основной характеристикой является коэффициент запаса прочности, который определяется как отношение предельного напряжения, или разрушающей нагрузки к действующему т. е. ц - PцlPQ. [c.108] Значение коэффициента запаса прочности является переменной величиной, поэтому рассмотрим нижний и верхний пределы его изменения. [c.108] Значение (Tq в изделии определяют комплексным неразрушающим методом по многопараметровому корреляционному уравнению, предварительно устанавливаемому путем статистической обработки экспериментальных результатов измерения физических параметров (скорость ультразвука,диэлектрическая проницаемость, коэффициент тепло- или температуропроводности) и прочности на одних и тех же образцах. При контроле прочности стеклопластика указанные физические характеристики в определенных структурных направлениях материала измеряют непосредственно в изделии. Таким образом, изменение физических характеристик, измеренных в различных участках изделия, будет характеризовать изменчивость значения предела прочности стеклопластика в данном конкретном изделии. [c.111] Значение толщины изделия также может быть измерено с использованием неразрушающих методов. В качестве примера рассмотрим результаты испытаний цилиндрических оболочек из стеклопластика на основе стеклоткани ТС 8/3-250 и связующего ИФ-ЭД-6-КГ. [c.111] Результаты испытаний труб и статистической обработки данного стеклопластика приведены в табл. 3.3. [c.111] Экспериментально было установлено, что коэффициенты Р и у для направлений вдоль основы и утка равны Ро 1.2, Уо = 1-Учитывая данное обстоятельство, коэффициенты а, Ь, с в формуле примут следующие значения а = 1,15 Ь 1,17 с = 2,74. [c.112] Следует отметить, что фактическое значение разрушающего давления составило 82 атм. [c.112] При расчете надежности трубы, подвергнутой гидростатическому давлению равному 54 атм, в режиме эксплуатации, коэффициент запаса прочности, будет ц = 78/54 = 1,45. [c.112] Вернуться к основной статье