Модель долговечности

Вероятностный подход к определению надежности при проектировании инженерных сооружений рассмотрен в [28]. В качестве модели долговечности [c.128]

Первые главы посвящены математическим и статистическим моделям. Здесь рассматриваются такие вопросы, как эффективность систем, законы распределения и модели Долговечности, основные математические и статистические методы, прогнозы надежности и выбор критериев для проверки надежности. Далее излагается основное содержание программы исследования надежности система сбора данных о надежности, программы испытаний, анализ неисправностей и отказов, проектирование и разработка систем, обслуживаемость, роль факторов инженерной психологии в обеспечении надежности. Рассматриваются понятия и принципы, используемые при исследовании [c.15]

МОДЕЛИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ [c.51]

Для получения оптимального технико-экономического эффекта необходимо обеспечить выполнение технических требований и удовлетворительные показатели надежности при прием- темом объеме затрат. Нельзя экономить за счет существенного снижения надежности и качества, но нельзя допускать и чрезмерного увеличения расходов, веса, объема и т. п. Для лучшего понимания и использования указанных выше обратных закономерностей инженер должен знать методы выражения данных об отказах с помощью моделей долговечности. [c.51]

Закон распределения (для рассмотренного примера Fs на фиг. 2.1) служит моделью долговечности и содержит в себе всю информацию о долговечности указанных образцов. Если, например, F2 для всех значений аргумента меньше F (фиг. 2.1), то-образцы с законом распределения ресурса F2 более надежны, чем образцы, характеризуемые законом F . Однако эти рассуждения неприменимы для сравнения образцов с пересекающимися в точке Хо кривыми F2 и F3. Для ресурса, меньшего Хо,. образцы с законом F3 надежнее образцов с законом Fq, в то время как для ресурса, большего Хп, справедливо обратное. Далее для этого случая будет указан точный метод сравнения. [c.53]

Модель слабейшего звена. В соответствии с этой моделью отказов каждый элемент считается составленным из некоторых звеньев, подобно звеньям цепи. Тогда модель долговечности элемента (цепи) эквивалентна модели долговечности звена, отказавшего первым, т. е. звена, оказавшегося слабейшим. В предположении, что ресурсы всех звеньев — независимые случайные величины, распределенные по одному и тому же закону F (х) с плотностью f x), ресурс элемента определяется законом распределения наименьшей порядковой статистики выборки объема п [c.57]

ПОСТРОЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕРОЯТНОСТНОЙ БУМАГИ НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ [c.62]

При нанесении выборочных точек требуется оценить неизвестную функцию р = F x). Одной из возможных оценок является эмпирическое распределение [см. (2.1)]. Однако у этой оценки имеются свои недостатки. Если F oo) = G(oo) = 1, что справедливо для всех моделей долговечности, рассматриваемых в этой главе, то у = G (l) = оо. Это означает, что величина у бесконечна при р = I. Эмпирический закон распределения имеет вид F (х) = п п = I для X > в частности для наибольшего выборочного значения. Следовательно, наибольшее выборочное значение Хп нельзя отразить на вероятностной бумаге. Приведем ряд эмпирических оценок F(x) для F(x), имеющих широкое применение [c.63]

Когда говорят, что элемент имеет определенный коэффициент нагрузки, то имеют в виду зависимость долговечности элемента от уровня приложенной нагрузки. Зависимость долговечности элемента от уровня нагрузки является весьма сложной. В общем (но не всегда) рассчитывают на большую долговечность менее нагруженных элементов. Отсутствие в практических исследованиях точных определений долговечности и коэффициента нагрузки существенно затрудняет анализ данных. В этой главе предлагалось определять долговечность с помощью некоторых моделей долговечности. Ниже будут рассмотрены соотношения между моделью и уровнем нагрузки. [c.75]

Изложенные здесь основные закономерности межзеренного разрушения в условиях длительного статического и циклического нагружений положены в основу рассматриваемой ниже физико-механической модели. Анализ влияния скорости деформирования на критические параметры, контролирующие предельное состояние материала, может быть выполнен исходя из схемы, приведенной на рис. 3.2. Для этого значения критической деформации е/ или долговечности Nf при межзеренном накоплении повреждений, рассчитанные по предлагаемой ниже модели, должны сравниваться с аналогичными параметрами, полученными в предположении внутризеренного характера зарождения макроразрушения по одной из ранее разработанных методик (см. гл. 2). [c.155]

Рис. 3.6. Сопоставление результатов расчета относительной долговечности по предложенной модели (1, 3) и по формуле (3.41) (2)

Во всех случаях анализировался жесткий симметричный цикл нагружения с размахом деформаций 2%. Температура деформирования 7 = 600°С. Указанные условия отвечают имеющимся экспериментальным данным о долговечности стали 304, что позволяет провести их сопоставление с результатами расчетов. В соответствии с работами [115, 250, 294, 434] для стали 304 были приняты следующие значения входящих в модель параметров Е= 125 000 МПа 7 о = 0,5 мкм Da = = 2,04-10- 4 ммУ(Дж-с) Й = 1,21-10-29 м dg = 200 мкм. Коэффициенты в уравнении (3.42) определяли из условия наилучшего соответствия расчетных и экспериментальных данных при 1 = 6,7-10-5 с- и g = 6,7-10- с- ( = 1 1 = Ь ) Aj = = 0,804 сГ/мм2, mj = —1. [c.181]

Предложенный здесь алгоритм был использован для расчета НДС в модели по определению долговечности при различных режимах циклического нагружения. Результаты расчета долговечности Nf одноосных образцов в предположении о межзеренном разрушении материала в зависимости от скорости деформирования I ( i = 2 = l ) представлены на рис. 3.12 (кривая 1). [c.184]

С целью более полной проверки модели был выполнен расчетный анализ долговечности одноосных образцов при двух режимах нагружения с различными скоростями деформирования на стадиях растяжения и сжатия. В первом режиме скорости деформирования i = lO-s с-, Il2 = с во втором— gi = 10- с-, 2 =10-2 с в обоих режимах нагружения размах деформаций Де = 2%. Результаты расчетов показали, что с увеличением по модулю скорости деформирования 2 (сжимающая часть цикла) при неизменной i (растягивающая часть цикла) долговечность до зарождения межзеренного разрушения уменьшается (рис. 3.12). Такой эффект связан с уменьшением залечивания пор при сжатии (с увеличением Ibl темп уменьшения радиуса пор падает), что достаточно хорошо согласуется с имеющимися экспериментальными данными [240, 273]. [c.185]

В связи с изложенным настоящая глава будет посвящена разработке методов определения ОСН в сварных толстолистовых конструкциях с многопроходными швами, а также исследованию долговечности сварных узлов на стадии развития усталостной трещины. Решение поставленной задачи опирается на разработанные методы расчета НДС при термопластическом деформировании материала, базирующиеся на МКЭ, а также на методы анализа параметров механики разрушения и модель развития усталостной трещины. [c.269]

Приведенные в предыдущем разделе исследования ОСН в сочетании с методами расчета траектории трещины и параметров механики разрушения (см. подраздел 4.1.3) и моделью развития усталостной трещины (см. подраздел 4.1.4) позволяют исследовать долговечность сварных узлов на стадии развития трещины. [c.317]

Функциональную взаимозаменяемость обеспечивают на стадии проектирования изделий. Для этого в первую очередь необходимо уточнить номинальные значения их эксплуатационных показателей и определить исходя из назначения, требований к надежности и безопасности допускаемые отклонения эксплуатационных показателей изделий, которые они будут иметь в конце установленного срока работы. Разность между этими показателями у новых изделий и в конце срока эксплуатации составляет их допуск. Есть и другой путь решения этой задачи — обобщение опыта эксплуатации и проведение экспериментальных испытаний моделей, макетов или образцов. Важно установить основные составные части машины, от которых в первую очередь зависят ее эксплуатационные показатели составить перечень деталей и составных частей, определяющих долговечность изделия в целом. Затем для данной категории деталей и составных частей изделия выбирают конструктивные формы, материалы, технологию изготовления и устанавливают качество по-18 [c.18]

Поскольку в предлагаемой модели при определении остаточного ресурса трубопровода не учитывается длина дефекта, расчет проводят, считая, что длина имеющихся дефектов составляет более 750 мм, то есть для случая, когда кривые II и IV можно аппроксимировать горизонтальными прямыми (рис. 37). Это позволяет задавать границы областей 2 и 3 и вводить для них предельные глубины и Ь з. Дефекты, оказавшиеся в области 3, подлежат ремонту, и остаточный ресурс определяется минимальным временем перехода дефектов из области 3 в область 4. После выработки рассчитанного остаточного ресурса необходимо заново проводить диагностику трубопровода, выполнять ремонт дефектных участков и по новым данным диагностики определять остаточный ресурс. В рассматриваемой модели подразумевается, что металл подвержен равномерной коррозии. На основании данных внутритрубной дефектоскопии о размерах повреждений строится гистограмма их распределения, определяются коэффициент и параметры формы распределения Вейбулла и проводится расчет показателей долговечности по формулам (14-18). [c.146]

Как уже упоминалось, наличие пластической деформации у конца трещины приводит к увеличению затрат работы па ее продвижение. Эта работа должна быть определена экспериментально, но иногда ее можно вычислить аналитически, пользуясь некоторой моделью трещины и небольшим числом экспериментальных данных. В частности, как отмечалось выше ( 26), для плоского напряженного состояния пластическая область (работа пластической деформации в этой области отождествляется с работой разрушения) имеет удобную для расчета форму в виде узкой зоны перед краем трещины. Остальной объем тела находится в упругом состоянии. Используем энергетическое условие (4.6) для определения критических состояний равновесия. В дальнейшем это условие будет использовано для расчета докритических состояний ( 29) и долговечности при повторном нагружении ( 30). [c.231]

Однако такие феноменологические модели малопригодны для экстраполяции результатов относительно кратковременных лабораторных опытов на реальные длительные сроки эксплуатации, а также для описания разрушения в условиях ОНС при сложных программах нагружения. В этой связи многие исследователи обращаются к анализу физических механизмов и моделей накопления повреждений при разрушениях, зависящих от времени. Выполненный во многих работах [240, 256, 306, 318, 324, 342, 392, 433] металлографический и фрактографиче-ский анализ показал, что снижение долговечности при уменьшении скорости деформирования при различных схемах нагру- [c.152]

Рис. 3.12. Зависимость долговечности Nf от скорости деформирования I при жестком нагружении образцов из стали 304 с размахом деформации Ае = 2% г — расчет по модели межзе-ренного разрушения при различных I (I i I =1 I = I I I 2 —долговечность при виутризеренном разрушении 3 и < —данные эксперимента при межзеренном и виутризеренном разрушениях соответственно [434] 5 — расчет при I I = = 10- С- н I Ь I = 10-= с- 6 — расчет при I ii Г= 10- с- и I — = 10-= с-

Следует отметить, что в общем случае многоосного и сложного нагружений концепция обобщенной кривой циклического деформирования не применима [72, 73, 155]. Наиболее распространенным описанием деформирования при циклическом нагружении и объемном напряженном состоянии является схема трансляционного упрочнения, модификация которой использована при формулировке модели кавитационного разрушения в разделе 3.3. В случае одноосного циклического нагружения схема трансляционного упрочнения сводится к допущению, что 5ф(ёР)/ЭёР = = onst. С целью анализа применимости данной схемы параллельно с представленными выше расчетами были проведены вычисления долговечности при =(ф(ДеР) — [c.185]

Закономерности разрушения материала при длительном нагружении достаточно хорошо могут быть описаны с помощью разработанной физико-механической модели межзеренного разрушения, которая базируется на математическом описании процессов зарождения и роста пор, обусловленного как пластическим деформированием, так и диффузией вакансий, а также на введенном в гл. 2 при анализе внутризеренного вязкого разрушения понятии — потере микропластической устойчивости. Модель позволяет прогнозировать долговечность при статическом и циклическом длительном нагружениях элементов конструкций в условиях объемного напряженного состояния и переменной скорости деформирования. В частности, с помощью указанной модели могут быть описаны процессы залечивания межзе-ренных повреждений при сжатии и рассчитана долговечность в условиях циклического нагружения при различной скорости деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. [c.186]

Один из наиболее трудных и наименее разработанных вопросов механики материалов — прогнозирование типа разрушения (внутризеренного или межзеренного) и условий перехода от внутризеренного, менее опасного разрушения, к межзерен-ному, приводящему к снижению критической деформации и долговечности материала. В настоящей главе предложен подход к анализу типа разрушения в зависимости от условий испытаний. Суть подхода заключается в параллельном анализе накоплений повреждений в теле зерна и по его границам тип разрушения будет определяться тем процессом, который дает меньшие значения параметров предельных состояний материала Nf и е/). Такой анализ может проводиться на основании физико-механических моделей кавитационного внутризеренного или усталостного разрушения, рассмотренных в гл. 2, и модели кавитационного межзеренного разрушения, представленной в данной главе. [c.187]

Гидродинамическая теория смазки описывает идеализированные модели под-П1ИПНИК0В скольжения. Теория износа еще не позволяет оценивать долговечность деталей с необходимой точностью с учетом реальных условий эксплуатации. [c.473]

Таким образом, для корректного прогнозирования долговечности подземных трубопроводов с использованием моделей Коффина -Мгнсона и Пэриса определение показателей ooTBeT TBwwBix степенных зависимостей необходимо проводить с учетом влияния катодной поляризации. [c.39]

Обоснование использования структурно-вероятностного подхода при оценке надежности и долговечности маБ1Ин даны в [30]. В рамках предлагаемой методики вводится учет кинетики физико-механических свойств элементов систем, динамики влияния внешних условий и характера нагружения технических усфойств, сформулирован принцип суммирования повреждений. Наиболее интересным в предлагаемом методе построения модели является возможность масштабно-временного преобразования интегральной функции распределения отказов. Для оценки качества разработанного подхода проведе- [c.130]

При построении вероятностных моделей отказов (см. например [30]) экспериментальные данные по долговечности элементов представляются эмпирическими функциями распределения (ЭФР) как зависимости вероятности разрушения образцов от времени, числа нагружений и т.д. Приведенные ЭФР являются стуненчатыми функциями, для которых, строго говоря, неприменим традиционный аппарат дифференцирования. Однако, физический смысл эмпирической информации (накопление повреждений, приводящих к разрушению образцов) и схожесть графического представления позволяет сделать вывод, что данные графики можно с уверенностью отнесги к типу "чертова лестница" [c.136]

В качестве примера рассмотрим две конструкции. Первая (рис. 1.3, а) представляет собой две втулки 2 и 3, которые стягивак>тся в единое целое болтом 1 и гайкой 4 через шайбы 5. При надлежащем закручивании гайки получаем в болте растягивающее его усилие Р. Основу второй конструкции (рис. 1.3, б) составляет стержень 1, который на одном конце имеет коническую головку А, на другоьЕ — крюк В. Элементы А и В сформированы из этого же стержня путем пластического деформирования в кузнице. Деталь 1 своей головкой А входит в соответствующее отверстие в неподвижной детали 2, что позволяет удерживать на крюке силу Р. Эта си.та растягивает стержневую часть детали 1. Детали, обозначенные на рис. 1.3, а и б цифрой 1, имеют существенно различающиеся способы приложения к ним внешней нагрузки. Несмотря на это им обеим обычно сопоставляют одну и ту же модель растягиваемого стержня, т. е. расчетную схему по рис. 1.3, в. Практика показывает, что использование на стадии проектирования весьма простой расчетной схемы по рис. 1.3, в дает возможность в большинстве случаев правильно прогнозировать долговечность таких изделий. [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...