Конструкции с допустимыми повреждениями

Конструкции с допустимыми повреждениями 296 [c.616]

Анализ несущей способности на стадии роста трещин возможен с использованием уравнений (5.15) и (5.16). В этом случае при сохранении на прежнем уровне запаса по долговечности возможно повышение ресурса конструкции как следствие ее использования на стадии допустимого повреждения. [c.97]

Возможность хрупкого разрушения зависит от многих факторов. Рассмотрим, например, уравнения (И) и (21), с помощью которых можно вычислить соответственно критическую длину трещины и число циклов до разрушения. Для решения этих уравнений необходимо знать свойства материала, характер нагружения в процессе эксплуатации, вероятные размеры исходной трещины и вид зависимости K=f(a) для данного случая. Для сложной конструкции все эти факторы, очевидно, установить не удается. Поэтому для обеспечения безопасности и надежности конструкции необходимо разработать план ограничения этой неопределенности. Он состоит из следующих элементов 1) определение расчетных критериев и допущений, используемых при анализе 2) расчет конструкции с учетом допустимого повреждения 3) осуществление мероприятий по обеспечению выполнения требований расчета. [c.25]

Расчет с учетом допустимого повреждения. Имеется два принципиально разных подхода к расчету конструкции. Конструкцию рассматривают как безопасно поврежденную или с безопасным сроком службы. В первом случае живучесть обеспечивают путем создания многоэлементной конструкции. При этом важную роль играет возможность осмотра для выявления появившейся трещины и предотвращения ее роста до величины больше критической. Рассматривая конструкцию с безопасным сроком службы, ограничивают уровень напряжения с тем, чтобы длина растущей трещины не превысила критическую в течение всего срока эксплуатации. Если есть возможность периодического осмотра, то в расчет берется временной интервал между осмотрами после осмотра дается аттестация на последующий период эксплуатации. [c.26]

Предел прочности типичного композиционного материала, предназначенного для кузова автомобиля, составляет 85—105 кгс/мм, а модуль упругости при изгибе (0,7—10,5)10 кгс/мм. В панелях кузова большого размера толщиной 2,54 мм этот материал обеспечит жесткость, сравнимую с жесткостью стального листа толщиной 0,9 мм. Поскольку композиционный материал не обладает пластичностью, исключается возможность его повреждения из-за деформационных воздействий и срок службы будет определяться временем до его разрушения. Следовательно, для материала с указанными характеристиками допустимы достаточно высокие изгибающие моменты, действие которых в случае использования стального листа вызовет его деформацию. Материал может быть также использован в конструкциях, составляющих каркас кузова. [c.15]

В то время как для ученого-материаловеда, интересы которого направлены на улучшение материалов, основная задача состоит в детальном изучении процесса разрушения, для конструктора не меньший интерес представляют явления повреждаемости. Последний занимается созданием конструкций минимальной стоимости (чтобы выдержать конкуренцию) с заданными характеристиками за гарантированный срок службы. Использование больших коэффициентов запаса для избежания повреждений может свести на нет усилия конструкторов, если не полностью поняты условия возникновения повреждений и опасность той или иной степени поврежденности. В некоторых случаях механическая поврежденность может быть допустима, если другие свойства при этом не ухудшаются. Часто предполагается, что ограничение прогибов элементов, выполненных из относительно низкомодульных материалов, автоматически приводит к ограничению уровня напряжений, обеспечивающему отсутствие повреждений. Однако это может быть не совсем так при усталостном нагружении, особенно в условиях концентрации напряжений. [c.334]

Обработке модификаторами ржавчины могут подвергаться продукты коррозии, плотно сцепленные с поверхностью металла. Непременным условием обработки является отсутствие жировых и других загрязнений. Допустимая для модификации толщина слоя продуктов коррозии, как правило, составляет не более 100 мкм. При ремонте ранее окрашенных конструкций и изделий модификаторы ржавчины наносят на поврежденные участки после механического удаления отслаивающихся пленок лакокрасочного покрытия и продуктов коррозии. [c.166]

В инструкции по монтажу и эксплуатации завод-изготовитель должен привести все необходимые сведения и указания по обеспечению правильной и безопасной эксплуатации выпускаемого подъемного сооружения с учетом специфики его конструкции, а также нормы износа отдельных деталей и предельно допустимые для крана повреждения металлоконструкций. [c.597]

Выбор критерия оптимальности (минимизирующего взвешенную сумму квадратов или взвешенную сумму абсолютных отклонений величин накопленных усталостных повреждений в некоторых N точках конструкции при стендовых и эксплуатационных режимах испытаний) не является единственно возможным. В основу выбора оптимальных режимов ускоренных испытаний могут быть положены также и другие требования. Можно было бы, например, потребовать, чтобы накопление усталостных повреждений в некоторых Ni точках конструкции при испытаниях на стенде происходило с максимально допустимыми скоростями, а в других точках оно мало бы отличалось от накопления повреждений при эксплуатационных режимах испытания, т. е. можно было бы выбрать критерий оптимальности в следующем виде [c.188]

Исследуются условия устойчивости закритического деформирования для элементов структуры гранулированных, слоистых и волокнистых композитов. Для слоисто-волокнистых материалов выводятся аналитические зависимости, позволяющие определить допустимый диапазон углов армирования. Обеспечение подобных условий связано с равновесным протеканием процессов накопления повреждений в структурных элементах и рассматривается как возможность повышения прочности и живучести композиционных материалов и конструкций. [c.246]

Анализ несущей способности поврежденных конструкций необходим, чтобы оценить запас живучести, т. е. способность безопасно функционировать (возможно, в облегченных условиях) при повреждениях, которые с точки зрения нормальной эксплуатации следует отнести к предельным. Так, в практике проектирования авиационных конструкций [61 ] допускают местные повреждения, при которых несущая способность конструкции снижена не более чем на 10 %. Расчеты на живучесть включают рассмотрение различных вариантов повреждений с оценкой предельных нагрузок для каждого из вариантов. Если под повреждениями понимать трещины, то возникает вопрос о предельно допустимых размерах и размещении трещин, при которых обеспечен требуемый запас живучести. [c.291]

В идеале фюзеляж должен быть сконструирован так, чтобы и местах, где возможно повреждение оборудования или ощущение дискомфорта пассажирами и экипажем, не возникала чрезмерная вибрация. На практике идеальные условия нарушаются, с одной стороны, из-за недостаточной точности расчетов, а с другой, вследствие изменения реакции конструкции при различных условиях полета. По атой причине вибрации в точке, допустимые при одной скорости, могут оказаться недопустимыми при другой. [c.322]

Если Ati превышает заданное допустимое значение (т. е. Д 1 > [Aif]i), то при эксплуатации элемент конструкции находится в вязком состоянии. В этом случае (при отсутствии макродефектов типа трещин) предельные нагрузки превышают расчетные, определяемые по пределам текучести и прочности, и оценку сопротивления разрушению проводят по предельным нагрузкам и деформациям в соответствии с уравнениями (259) и (260). Вязкие разрушения пластических металлов при низких уровнях номинальных напряжений (на уровне предела текучести и ниже) могут произойти при размерах дефектов, превышающих сотни миллиметров (что для большого числа сосудов давления соответствует потере плотности). При появлении в конструкциях таких дефектов их эксплуатация становится затруднительной или невозможной без проведения соответствующих мероприятий изменения режимов работы, проведения ремонтных работ, замены поврежденных элементов и т. д. Обеспечение температурного запаса [Л<] [c.73]

В инструкции по эксплуатации приведены сведения о назначении крана и его техническая характеристика описание конструкции и принципа действия всех основных его узлов, механизмов и систем (приводов, трансмиссий управления, рабочего оборудования, приборов и устройств обеспечения безопасности, электрооборудования и основных металлоконструкций) указания по управлению краном, основные правила его эксплуатации, указания по монтажу и демонтажу рабочего оборудования основные правила технического обслуживания крана с указанием допустимых величин износов и повреждений, а также возможных отказов (или их признаков) основных узлов (см. главу XV) и вызывающих их неисправностей сведения о регулировках основных узлов, механизмов и систем сведения о храпении и транспортировании кранов, а также данные о гарантиях завода-изготовителя и порядке предъявления рекламаций. [c.249]

Опыт показывает, что даже в незагрязненной воздушно-влажной среде типовые сборные железобетонные конструкции часто повреждаются из-за коррозии арматуры. При наличии кислых газов повреждения обычно более значительны. Из анализа результатов обследований следует, что основной причиной недолговечности таких конструкций является малая толщина защитного слоя и недостаточная плотность бетона. Дело в том, что до сих пор в агрессивных средах используются конструкции, при проектировании и изготовлении которых мало учитываются условия эксплуатации, т. е. с минимально допустимой из конструктивных соображений толщиной защитного слоя и ненормированной проницаемостью бетона. Фактически, из-за плохой фиксации арматуры отклонения в толщине защитного слоя значительно превышают допускаемые нормами, однородность бетона по плотности очень низка. Таким образом, эти конструкции по сути своей могут быть долговечными только в неагрессивной среде. [c.4]

Конструкция вакуумного захвата должна обеспечивать надежный захват и удержание изделия без повреждения захватываемой поверхности. Для этого необходимо, чтобы удельные давления, возникающие в месте контакта изделия с захватом, были меньше величины [д], допускаемых удельных нагрузок на вырыв или давление. Если задаться допустимым по условиям прочности удельным давлением [д] в качестве расчетного, то можно подобрать форму захвата, обеспечивающего выполнение этого условия. [c.207]

Действие газовых сред на бетон. Коррозионные повреждения бетона под действием одних только газовых сред в зданиях химических предприятий—явление весьма редкое. Отдельные случаи наблюдаются лишь в сооружениях, где концентрация газов значительно превышает предельно допустимые санитарные нормы. Объясняется это тем, что при влажности воздуха до 75% коррозионные процессы развиваются настолько медленно, что не оказывают сколько-нибудь заметного влияния на долговечность бетона. Лишь в условиях, когда образуется конденсат или имеются гигроскопичные продукты, возникает необходимость в дополнительной защите поверхности бетона. Поэтому в промышленных зданиях защита железобетонных конструкций проектируется, главным образом, с целью сохранения арматуры от коррозии. Наиболее распространенные газы условно делят на три группы [4]. [c.44]

Применительно к узлам и целым конструкциям, представляющим собой статически не определимые системы из нескольких несущих элементов, оценка допустимого повреждения связана с анализом перераспределения усилий в системе в зависимости от степени разви-174 [c.174]

В качестве принципиально важного параметра для сочетания критического места конструкции с методом его диагностики выступает так называемый максимальный необ-наруживаемый размер повреждения, т.е. размер такого повреждения, которое может остаться необнаруженным с допустимой вероятностью (на практике принимается не более 5 %). Надо особо подчеркнуть, что речь идет не о паспортной разрешающей способности диагностического прибора, а о надежности метода контроля в целом, вкшочая любые мешающие факторы , фактически существующие в реальной эксплуатации (доступность дош контроля, условия проведения контроля, квалификация и ответственность дефектовщи-ка и Т.Д.). [c.446]

Понятие допустимых повреждений у конструкции, которое появилось первоначально в авиационной промышленности, относится к конструкции, спроектированной таким образом, чтобы минимизировать возможность выхода самолета из строя из-за распространения невыявленных дефектов, трещин или других подобных повреждений. При производстве конструкций, в которых допускаются какие-либо повреждения, приходит решать две основные проблемы. Эти проблемы состоят в обеспечё йии контролируемого безопасного роста дефектов, т. е. безопасной эксплуатации с трещинами, и в принудительном сдерживании повреждаемости, вследствие чего должны быть обеспечены либо остаточная долговечность, либо остаточная прочность. Указанные требования не являются, однако, независимыми, поскольку только путем совместной проверки их выполнения может быть осуществлен эффективный контроль разрушения. Кроме того, необходимо подчеркнуть, что расчет допускаемых повреждений не исключает необходимости тщательного анализа и расчета усталости, поскольку достижение высоких усталостных характеристик путем детального исследования напряженного состояния, соответствующего выбора геометрии, проведения подробного расчета, подбора материала, обработки поверхности и обеспечения качества работы является необходимой предпосылкой эффективности расчета допускаемых повреждений и контроля разрушения. [c.296]

Анализ работоспособности и долговечности тенлонапряженных конструкций, материал которых проявляет неупругие свойства в условиях переменных температур, основан на информации об изменении параметров напряженно-деформированного состояния элементов конструкций в процессе их эксплуатации. Такая информация дает возможность определить изменение размеров и формы конструкции и сравнить его с допустимым, позволяет оценить степень поврежденности конструкционного материала на различных этапах его работы и может быть получена расчетным путем как результат решения задачи неупругого неизотермического деформирования конструкции при заданном режиме теплового и силового воздействия. Реальные возможности решения этой задачи связаны с использованием современных численных методов, реализуемых на ЭВМ. [c.257]

Поскольку в композитных баллонах оболочка из композиционного материала воспринимает либо всю эксплуатационную нагрузку, либо ее значительную часть, повреждение ее может привести к потере исходного запаса прочности баллона. В связи с этим для композитных баллонов критичными являются такие показатели, как устойчивость к внешним дефектам и воздействию агрессивных сред. Допустимый размер дефектов на оболочке из композиционного материала нормируется разработчиком. Дефекты, размеры которых превышают допустимые, являются браковочным критерием при периодическом освидетельствовании баллонов в процессе эксплуатации. При отрицательных результатах испытаний на воздействие агрессивных сред и дорожных условий должно быть предусмотрено специальное защитное покрытие, эффективность которого должна быть подтверждена испытаниями баллона на комплексное воздействие эксплуатационных факторов. Композитные баллоны безметалльной конструкции с внутренней полимерной оболочкой, кроме прочих, должны выдерживать требование по газопроницаемости и устойчивости материала к воздействию природного газа. [c.141]

На основе анализа частичной потери несущей способности (рассматриваемой как допустимой) оценивается живучесть и соответствующий ресурс отдельных изделий и конструкций в целом. Это позволяет наметить пути повышения живучести и обеспечения доступности опрёделения степени повреждения при периодическом освидетельствовании узлов в процессе эксплуатации. Конструктивное повышение живучести изделий и их эксплуатация с надлежащей периодической оценкой поврежденности способствуют улучшению их весовых и табаритных показателей. [c.175]

Для решения этой задачи необходимо в первую очередь оценить на основании законов старения степень или скорость повреждения тех элементов, которые определяют значение выходного параметра. При этом математическое ожидание и дисперсия процесса оцениваются с учетом спектра нагрузок и режимов работы. Одновременно на основании данных о конструкции основных элементов машины и общей компоновки ее узлов определяются начальные параметры изделия — его геометрическая точность, жесткость, влияние быстро протекающих процессов и процессов средней скорости на параметры изделия. Обычно не все эти показатели могут быть получены расчетным путем. Так, например, методы расчета, связанные с виброустойчивостью и с тепловыми деформациями сложных деталей и узлов, еще недостаточно разработаны. В этом случае следует использовать данные аналогов, производить моделирование процессов на макетах или задаваться допустимой их величиной. В последнем случае при окончательной отработке конструкции изделия всегда могут быть приняты меры для доведения данного параметра до требуемого у зовня. [c.201]

Многообразие и специфичность известных методов и средств остановки трещин ограничивают дальнейшее изложение общими методическими положениями по проведению соответствующих исследований. Прежде всего требуется определить трещиноопасные направления и границы допустимого расположения Вершин заторможенной трещины в тех элементах конструкции, разрушение которых может сопровождаться катастрофическими последствиями. С учетом этих сведений создают начальные повреждения и выбирают места расположения и направленность принятых средств воздействия на распространяющуюся трещину накладок, многослойных вставок, ребер жесткости, полостей, сварных швов или полос повышенной трещиностой-кости. [c.288]

Приняв, например, некоторое установленное поврежденное состояние конструкции Б качестве предельного и обеспечивая (за счет ограничения наработки) высокую вероятность его недостижения в эксплуатации, можно добиться того, чтобы средняя наработка на разрушение (с учетом прогнозируемого процесса снижения несущей способности) превышала бы соответствующее значение для сахучая отсутствия процесса деградации на допустимо малую величину. [c.442]

Проводя испытания с программным нагружением, имитирующим полетные нагрузки для узлов авиационных конструкций из алюминиевого сплава, Хаас [677] обнаружил, что срок службы уменьшался по сравнению с нагрузкой, цмеющей постоянную амплитуду, если применялось правило накопления повреждений. Другим будет место разрушения и меньшим разброс сроков службы. Все эти особенности следует иметь в виду, оценивая срок службы при реальных нагрузках и исходя из данных испытания образцов. Допустимы лишь небольшие отличия между программной и действительной нагрузкой. Од- на о, когда требуется прочностная и проектировочная инфор- [c.415]

Для слоисто-волокнистых композитов выведены аналитические зависимости, позволяющие определить допустимый диапазон углов армирования. Обеспечение подобных условий связано с равновесным протеканием процесса накопления повреждений в элементах композитов и рассматривается как возможность повышения прочности и живучести материалов и конструкций. Результаты проиллюстрированы расчетами для углепластиков, стеклопластиков и боралюминия. На основе численного решения физически нелинейной краевой задачи механики закритического деформирования рг1ссчитаны поля микронапряжений и микродеформаций для ячейки периодичности на разных стадиях процесса нагружения, вплоть до разрушения композита. [c.14]

На оболочку накладывается броня из стальной ленты с четырехсторонним гальванопокрытием при стандартном исполнении кабеля. Профиль брони S-образный для круглого или ступенчатый для плоского кабеля. Использование одного из специальных вариантов брони позволяет повысить стойкость к воздействию газа, коррозии и механическим повреждениям. Конструкции ряда марок семейства Redabla k показаны на рис. 3.17. Сведения о конструктивных параметрах и массе представлены в табл. 3.22. Зависимость длительно допустимых токовых нагрузок кабелей от температуры скважинной среды представлены на рис. 3.18.6 3.20а. [c.166]

Для вероятностной оценки сроков службы по критерию сопротивления усталостному разрушению и для описания надежности элементов конструкций в условиях эксплуатации Я. Сед-лачек [75] предложил использовать статистическое описание процесса усталости при стационарном переменном нагружении, позволяющее охарактеризовать рассеяние сроков службы элементов конструкций. Для нестационарной нагруженности, описываемой фиксированной функцией распределения величин измеренных напряжений Б. Лундберг [66] предложил определять допустимые сроки службы элементов авиационных конструкций в зависимости от требований к их надежности, используя линейное суммирование повреждения и кривые усталости с вероятностной оценкой разрушающего числа циклов. [c.255]

Понятие качества имеет также весьма широкий смысл. Например, для несущих элементов машин и конструкций, основное назначение которых — воспринимать большие нагрузки без разрушения, значительных дефордМаций и повреждений, качество зависит от соотношения между уровнем нагрузок и сопротивлением элемента этим нагрузкам. В простейшем случае, когда нагрузка задана с точностью до одного параметра q > О, а прочность — с точностью до соответствующего параметра г > О, пространство V одномерное. Его элементы — либо отношения rlq, либо разности г — q.B обоих случаях признаком качества несущего элемента служит запас прочности. В первом случае условие прочности имеет вид и = л/(/ > 1, во втором V = г — q > 0. Если параметры нагрузки и прочности — функции времени (рис. 2.5, а), то может оказаться удобным включить оба параметра в вектор V. При этом пространство V — первый квадрант плоскости г, q (рис. 2.5, б). Допустимая область задана соотношением [c.37]

Интерес к проблеме усталостного разрушения металлических материалов, на наш взгляд, связан со следующими причинами. Во-первых, с важностью проблемы усталостного разрушения ответственных металлических конструкций. Например, ресурс планера и двигателей современных самолетов связан с усталостной долговечностью и т.д. Второй причиной является то, что хрупкому разрушению металлических конструкций на практике часто предшествует подрастание усталостной трещины, что существенно снижает несущую способность. В-третьих, использование подходов механики разрушения позволило в последнее время достигнуть значительных успехов в оценке и прогнозировании трещиностойкости и долговечности металлических материалов и конструкций. В том случае, когда в конструкции или в детали наличие трещин недопустимо, определение порогового коэффициента интенсивности напряжений позволяет оценить размер допустимого металлургического или технологического дефекта для случая циклического деформирования. В-четверть1х, методы испытаний на усталость и циклическую трещиностойкость, так же как и методы определения ударной вязкости, оказались чувствительными к структурному состоянию материала- Кроме того, при проведении усталостных испытаний методически легче проследить кинетику накопления повреждений. [c.3]

Коррозия под действием переменного тока в значительной степени зависит от его частоты, она резко возрастает с понижением частоты (рис. 17.14, а и б). Зависимость коррозионных потерь от частоты и плотности переменного тока прямоугольной формы, представленная на рис. 17.14, в, показывает, что ток частотой 50 гц при плотности менее 400 ма/дм или частотой 16 /з гц при плотности 230 ма1дм не опасен [65]. Такие токи вызывают повреждения в пределах, допустимых при коррозии блуждающими токами (0,75 ма/дм -) [66]. Так как плотность блуждающих токов редко превышает 10 ма/дм , то при переменном токе обычной частоты почти нет опасности коррозии незащищенных конструкций, а при изолированных трубопроводах можно ожидать коррозии только в том случае, если в местах дефектной изоляции плотность тока превыщает допустимую норму [65]. [c.807]

Достоинства и недостатки. Достоинствами пластинчатых конвейеров по сравнению с ленточными являются высокая надежность при транспортировании крупнокусковых, острокромочных, горячих и других подобных грузов, вызывающих повреждения рабочего органа работоспособность как при нормальных, так и при высоких или низких температурах возможность транспортирования более широкого ассортимента насыпных, навалочных и штучных грузов большое разнообразие трасс транспортирования (включая пространственные) с более крутыми подъемами и меньшими радиусами переходов с одного направления на другое, что обеспечивает компактность схем и уменьшение до минимума потерь производственных площадей на участках подъема возможность установки промежуточных приводов (что практически не решено для ленточных и скребковых конвейеров), обеспечивающих бесперегрузочное транспортирование на любые расстояния большая площадь сечения материала на полотне (при лотковой форме настила) и высокая производительность при относительно небольшой скорости движения возможность выполнения настила со специальными устройствами для крепления грузов с учетом использования конвейеров в технологических поточных линиях допустимость загрузки непосредственно из бункера (без специальных питателей), обеспечиваемая конструкцией полотна и малой скоростью его движения. [c.96]

Существует несколько предельных состояний, ограничивающих возможность нормальной эксплуатации конструкций. Первое предельное состояние определяется несущей способностью конструкции ее прочностью, устойчивостью, выносливостью при динамических и переменных нагрузках. Второе предельное состояние обусловлено наибольщей деформацией конструкции прогибами при статических нагрузках, колебаниями при динамических. Третье предельное состояние характеризуется максимально допустимыми местными повреждениями, например величиной раскрытия трещин, коррозией и т. д. В больщинстве случаев расчет конструкции производится с учетом первого предельного состояния по условию прочности, однако в отдельных случаях разлмеры частей конструкции устанавливаются в зависимости от предельно допустимых деформаций при этом расчет производится по условию жесткости. [c.265]

Посадки на аэрофинишер (рис. 4.3) выполняются при различных сочетаниях тормозящей силы аэрофинишера и отрицательного продольного ускорения самолета при неблагоприятных сочетаниях массы и боевой нагрузки. Эти режимы получаются как для симметричных, так и асимметричных посадок. Предельно допустимое отклонение при асимметричной посадке на аэрофинишер составляет 20% ширины аэрофинишера, что соответствует 6—6,7 м в зависимости от типа аэрофинишера. Целью асимметричной посадки кроме определения конструктивной пригодности является определение ее влияния на характеристики боковой и путевой устойчивости самолета на пробеге во время торможения. Боковые и путевые колебания могут приводить к касанию подвешенного вооружения или консоли крыла о палубу с повреждением конструкции. Предельные асимметричные режимы получаются сначала путем увеличения смещения от оси аэрофинишера приращениями по 1,5 м от первоначального смещения 3 м при постоянных нагрузках аэрофинишера и продольном отрицательном ускорении, пока не будет достигнуто 20% ширины, а затем увеличением скорости захвата тормозным крюком самолета троса аэрофинишера до получения предельного по прочности конструкции самолета значения этой скорости. [c.263]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...