Прочность длительная элементов конструкции — Оценка

Оценка долговечности ВС в целом связана с выявлением наиболее напряженных зон, которые в процессе эксплуатации лимитируют ресурс всей конструкции, не позволяя реализовать для всей конструкции или узла в целом располагаемую ими долговечность. Необходимо также учитывать тот факт, что циклическое нагружение элементов конструкции в процессе эксплуатации осуществляется по законам статистики неравномерно по типам ВС и по условиям их эксплуатации в различных регионах. В связи с этим первоначальное проектирование ВС с обеспечением длительной усталостной прочности осуществлялось по принципу безо- [c.35]

Установление причин разрушения конструкций, в особенности, сложных — это комплексное исследование, при котором необходим анализ эксплуатационных нагрузок, проверка расчетов на прочность, статистическая оценка вероятности разрушения, анализ характера взаимодействия различных узлов и элементов конструкций, технологии изготовления и ремонта детали, установление длительности и других условий хранения, проверка прочностных и пластических характеристик материала и пр. [c.172]

Проблема длительной циклической прочности элементов конструкций связана с исследованием закономерностей деформирования и условий разрушения материалов для случая циклического нагружения при высоких температурах. Наряду с указанным неотъемлемой частью этой проблемы является проверка и уточнение критериев разрушения при неоднородном напряженном состоянии, в особенности в зонах концентрации, и решение краевых задач исходя из уравнений состояния применительно к процессам циклической ползучести. В настоящей работе рассматривается главным образом первая часть этой проблемы, являющаяся основой для разработки вопросов длительной циклической прочности элементов конструкций в целом, и дается приближенная оценка несущей способности при неоднородном напряженном состоянии, позволяющая сделать качественный анализ особенностей этой проблемы. [c.39]

Необходимыми для рассмотренного выше расчетного определения долговечности элементов конструкций на стадии образования л развития трещин являются испытания гладких стандартных образцов при кратковременном и длительном статическом нагружении (с оценкой характеристик прочности и пластичности), а также образцов с начальными трещинами при малоцикловом нагружении при соответствующей температуре и времени выдержки (с измерением скорости развития трещин). Приведенные выше уравнения позволяют осуществлять пересчет получаемых из экспериментов данных на другие числа циклов и времена нагружения. Воспроизведение в опытах эксплуатационных режимов нагружения, уровней номинальной и местной напряженности, исходной дефективности с учетом кинетики изменения статических и циклических свойств представляется пока трудноосуществимым. В связи с этим разработка способов приближенной оценки несущей способности элементов конструкций, работающих при высоких температурах (когда имеет место активное взаимодействие длительных статических и циклических повреждений), приобретает существенное значение. [c.120]

Исследование полей деформаций и напряжений. При оценке прочности элементов конструкций при длительном малоцикловом и неизотермическом нагружении необходимо определять поля деформаций и напряжений с учетом работы материала в опасных зонах за пределами упругости в условиях повторного нагружения и проявления температурно-временных эффектов. Исходными расчетными параметрами являются нагрузка, перемещение и температура. [c.18]

Анализ НДС элементов конструкции при малоцикловом термомеханическом нагружении (см. гл. 4) дает необходимую информацию о циклических упругопластических деформациях в наиболее нагруженных зонах конструкций, а также зависимости этих деформаций от числа циклов, скорости нагружения и длительности выдержки при постоянной нагрузке. Эту информацию принимают в качестве исходных данных при оценке прочности конструктивных элементов с помощью деформационно-ки-нетического критерия прочности (см. гл. 2). [c.246]

Во многих случаях уровень термоупругих напряжений в элементах конструкций является решающим для оценки их прочности и ресурса. Эта ситуация характерна для современных энергетических установок с ВВЭР, условия эксплуатации которых определяются длительным пребыванием деталей конструкций при высоких температурах, многократными циклами нагрев-охлаждение, значительными скоростями изменения температуры в переходных режимах и тл. [c.78]

Расчет высоконагруженных элементов конструкций на малоцикловую усталость — сложная задача, для решения которой необходимо использовать результаты комплексного исследования как условий их нагружения, так и циклических свойств материалов. Сейчас оценки прочности конструкций на стадиях проектирования и эксплуатации либо основываются главным образом на углубленном расчете их статической прочности, либо дополняются расчетом на усталость и длительную прочность, в том числе с учетом соответствующих вероятностных представлений. [c.3]

Особенности оценки длительной циклической прочности элементов конструкций из алюминиевых сплавов при температурах до 200° С и из жаропрочных сплавов при температурах до 950° С изложены выше, в гл. 4 и 5. [c.245]

Оценка долговечности и запасы прочности. На основе данных о режимах нагружения и нагрева определяют циклические и односторонне накопленные деформации в максимально напряженных зонах элементов конструкций, лимитирующих сопротивление длительному малоцикловому и неизотермическому нагружению. Деформации устанавливаются экспериментально или в результате решения соответствующей задачи применительно к эксплуатационным условиям рассчитываемой на прочность конструкции. [c.189]

В связи с развитием методов и средств обнаружения и измерения возникающих и развивающихся тре-, щин в элементах конструкций представляется целесообразным дать оценку их несущей способности в зависимости от стадии разрушения. Такая оценка должна основываться на закономерностях развития трещин при циклическом нагружении, установленных методами механики разрушения при рассмотрении предельных состояний, соответствующих росту трещин до критических размеров. Запас прочности в этом случае рассматривается в ресурсном смысле, как отношение времени или числа циклов, необходимых для достижения предельного состояния, к времени или числу циклов, нарабатываемому за время службы, т. с. Пх или rij . Закономерности развития трещин при циклическом и длительном статическом нагружении выражаются через значения интенсивности напряжений Ki (см. гл. 5). Последняя зависит от размеров трещин и условий нагружения, а также от параметров уравнений, описывающих механические свойства материала. Эти параметры зависят от температуры и изменения состояния материалов в процессе службы. [c.8]

Оценка длительной прочности элемента конструкции находящегося в сложном и переменном во времени напряженном состоянии, может быть произведена на основе принципа линейного сум- [c.134]

Выше в 73 было рассмотрено определение коэффициента запаса в случае одноосного растяжения как при стационарном, так и при нестационарном режимах нагружения и нагрева. В 82 приведена величина эквивалентного напряжения для оценки длительной прочности при неодноосном напряженном состоянии. В простейшем случае стационарных режимов нагружения и нагрева оценка прочности производилась путем сопоставления эквивалентного напряжения с пределом длительной прочности. Возможен иной путь Исследования длительной прочности определение времени разрушения элемента конструкции. При этом следует рассмотреть различные типы разрушений вязкое при больших деформациях, хрупкое при малых, а также смешанное. [c.358]

Дифференциация труб проведением структурной диагностики всех труб паропроводов с привлечением современных неразрушающих методов — очень трудоемкая операция и не может дать полной гарантии достоверности результатов исследования из-за возможных структурных изменений в локальных объемах металла. В сложных деталях элементов турбин такая диагностика еще более затруднена. Поэтому, оценивая работоспособность конструкции, следует учитывать роль объемов металла с пониженным сопротивлением разрушению, т. е. использовать методы вероятностной оценки пределов длительной прочности по результатам анализа испытаний металла многих промышленных партий. [c.106]

Важным элементом обоснования метода расчета на прочность является накопление и систематизация данных об отказах по критериям длительной малоцикловой и неизотермической прочности при эксплуатации машин и конструкций. Указанное дает возможность проверить достоверность расчетных оценок долговечности, а также уточнить запасы прочности. [c.231]

На основании результатов обследования определяется техническое состояние резервуара. В основу оценки технического состояния резервуара положены представления о возможных отказах, имеющих следующие причины наличие в металле и сварных соединениях дефектов, возникших при изготовлении, монтаже, ремонте или эксплуатации, развитие которых может привести к разрушению элементов резервуара изменения геометрических размеров и формы элементов (в результате пластической деформации, коррозийного износа и т.п.) по отношению к первоначальным формам и размерам, вызывающие превышение действующих в металле напряжений по сравнению с расчетными напряжениями изменения структуры и механических свойств металла в процессе длительной эксплуатации, которые могут привести к снижению конструктивной прочности элементов резервуара (усталость при действии переменных и знакопеременных нагрузок, перегревы, действие чрезмерно высоких нагрузок и т.п.) нарушение герметичности листовых конструкций в результате коррозийных повреждений. [c.270]

Перекрестные переводы из-за сложности конструкции Трудно эксплуатировать, условия взаимодействия их с подвижным составом очень своеобразны. Так же сложно их испытывать и давать оценку работоспособности. Особенности воздействия сил на перекрестный перевод связаны с наличием большого количества разрывов рельсовых нитей по каждому из направлений движения, вызывающих большие колебания подвижного состава. Испытания имели основной целью оценку прочности конструкции и установление допускаемых скоростей движения по каждому из направлений движения. Кроме того, было необходимо оценить длительность срока службы элементов перевода, выявить резервы его увеличения, дать рекомендации по совершенствованию отдельных частей. [c.65]

Подводя итог, можно констатировать, что использование результатов испытаний на длительную прочность части трубчатого элемента или его металла для оценки работоспособности конструкции после длительной эксплуатации может привести к чрезмерно оптимистическим выводам. [c.179]

В предыдущей главе на основании разработанных методов были рассмотрены подходы к оценке циклической прочности элементов сварных конструкций было показано, что технологические напряжения, обусловленные процессом сварки, в ряде случаев оказывают значительное влияние на долговечность элементов конструкций. В настоящей главе будет рассмотрено влияние технологических напряжений (несварочного происхождения) на длительную прочность конструкций. Как и в предыдущей главе, для решения такой задачи задействован комплекс методов анализа деформирования и повреждения материала, изложенный в главах 1 и 3. В качестве примера выбран коллектор парогенератора ПГВ-1000. [c.327]

В монографии систематически изложены вопросы сопротивления деформированию и разрушению при малоцикловом высокотемпературном нагружении. Разработаны способы интерпретации связи циклических напряжений и деформаций на основе изоциклических и изохронных диаграмм циклической ползучести и свойств подобия. Для определения предельных состояний по моменту образования разрушения используется деформационно-кинетический критерий длительной малоцикловой прочности. Закономерности деформирования и разрушения использованы для разработки основ методов оценки малоцикловой прочности элементов конструкций при нормальной и высоких температурах. [c.2]

Задача об определении сопротивления малоцикловому разрушению при температурах более высоких, чем указанные, когда циклические пластические деформации сочетаются с деформациями ползучести, существенно усложняется. В настояш,ее время осуществляются интенсивные экспериментальные исследования уравнений состояния и критериев разрушения при длительном цикличес-ком нагружении в условиях однородных напрян енных состояний при жестком и мягком нагружении. Результаты этих исследований освещены в трудах конференций в Киото (1971), Каунасе (1971), Будапеште (1971), Филадельфии (1973) [1, 3, 6, 7], а также конференций в Лондоне (1963, 1967, 1971), Сан-Франциско (1969), Брайтоне Х1969), Дельфте (1970) и др. Однако несмотря на большой объем экспериментальных работ, пока не удалось разработать общепринятые предложения по кривым длительного циклического деформирования и разрушения это не позволяет перейти к расчетной оценке напряженных и деформированных состояний в элементах конструкций для определения их прочности и долговечности на стадии образования трещин и тем более на стадии их развития. [c.100]

Усложнение геометрии исследуемых элементов конструкций по мере снижения их материалоемкости, нелинейное поведение материалов в зонах конструктивной неоднородности, в вершинах исходных технологических дефектов (трещин, пор, включений, подрезов и т. д.), особенно при длительных статических и циклических нагрузках в условиях повышенных температур, ведут наряду с применением традиционных в практике проектирования аналитических методов к существенному развитию и совершенствованию численных методов и самих критериев прочности и разрушения, ориентированных на использование ЭВМ [1]. При этом вместе с нормативными подходами д.ля оценки ма.лоцикловой прочности и долговечности по условным упругим напряжениям (равным произведению местных упругих или упругопластических деформаций на модуль упругости при соответствующей температуре [2]) разрабатываются уточненные методы расчетов, основанные на деформационных критериях разрушения поцикловой кинетики местных упругопластических деформаций и учитывающие температурно-временные эффекты, частоту нагружения, форму циклов [3—7]. [c.253]

Необходимость исследования закономерностей сопротивления циклического деформирования материалов в условиях малоциклового, длительного циклического и неизотермического нагружений определяется, как было рассмотрено выше (см. гл. 1), прежде всего потребностями разработки экспериментально обоснованных уравнений состояния, позволяющих определять поцикловое напряженно-деформированное СОСТОЯ , ие и анализировать кинетику деформаций в наиболее напряженных зонах (амплитуды местных упругопластических деформаций и величины односторонне накопленных пластических деформаций). Это в свою очередь позволяет рассмотреть процесс накопления циклических повреждений с целью расчетной оценки прочности и долговечности элементов конструкций. [c.25]

Когда появляется ползучесть, соотвгтствующие элементы конструкции начинают работать в совершенно иных условиях, что не может не отразиться на предъявляемых к ним требованиях, а значит, и на их оценке. В этих случаях свойства материалов и размеры деталей со временем меняются, расчет ведется по пределу длительной прочности и пределу ползучести, т. е. на допустимую [c.136]

При оценке прочности и ресурса элементов конструкций, работающих в условиях малоциклового нагружения при переменных температурах и сложнонапряженном состоянии, возникают две связанные задачи определение напряженно-деформированного состояния элементов конструкций при работе материала максимально нагруженных зон за пределами упругости, когда развиты упру-гонластические деформации и деформации ползучести, и на базе полученной информации оценка запасов прочности и долговечности при малоцикловом неизотермическом нагружении. Характер протекания процесса деформирования за пределами упругости и циклические деформации, определяющие формирование предельного состояния материала, зависят от режима термосилового воздействия на деталь и параметров термомеханической нагруженности максимальная температура, градиент температур, длительность и форма термического и силового циклов нагружения и др.), а также сочетания нестационарных режимов нагружения в период эксплуатации изделия. [c.11]

Испытание на устойчивость дает возможность определять несущую способность тонкостенных элементов (Стоек, профилей, труб) при сжатии их продольной силой [13, 14]. Метод позволяет производить оценку материалов, предназначенных для элементов конструкций, работающих на продольный изгиб, путем испытания тонкостенных стержней с различной формой поперечного сечения и различной длины. Испытания проводятся с учетом предполагаемых условий эксплуатации при однократном и длительном нагружениях, при комнатной и повышенных температурах, до разрушени (до потери устойчивости) или прекращаются при достижении определенной степени деформации. Для испытания на устойчивость при однократном приложении нагрузки используются универсальные машины или прессы, при длительном нагружении — машины рычажного типа, предназначенные для испытаний на длительную прочность и ползучесть, которые в этом случае снабжаются специальными реверсорами. [c.52]

Для большинства машин и конструкций в связи с повторяемостью нагружения с относительно большими неупругими деформациями (около 0,5... 1%) при ограниченном числе циклов (до 10 ) развиваются длительное статическое и усталостное повреждения. Поэтому задача прогнозирования прочности и ресурса элементов таких машин и конструкций предопределяет необходимость исследования процессов малоциклового деформирования с анализом накопления как длительных статических, так и малоцикловых усталостных повреждений в их взаимодействии. Традиционные методы расчета статической и длительной статической прочности, основанные на оценке номинальных напряжений, оказываются недостаточ- [c.6]

Задача определения длительной малоцикловой и неизотермической прочности деталей машин и конструкций включает получение данных о термомеханической нагруженности в эксплуатационных условиях, определение полей деформаций и напряжений рассчитываемых на прочность элементов (в первую очередь в зонах максимальной напряженности), использование обоснованных критериев длительной малоцикловой и иеизотермической прочности, определение механических свойств и расчетных характеристик конструкционных материалов применительно к условиям службы элементов. Этапы оценки длительной малоцикловой и неизотермической прочности представлены на рис. 4.1. [c.174]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...