Прочность Методы анализа

Точные методы. Это в основном скорее классические методы анализа, а не методы предсказания прочности. К точным методам относятся классические теории упругости, пластичности и вязкоупругости, методы конечных элементов, механика разрушения и теории моментных напряжений. Многие из этих теорий изложены в других главах данного тома, а также в томе 2 настоящего издания. [c.129]

Композит под действием растяжения представляет собой известный пример, когда прочность образца, вырезанного под углом к оси армирования, существенно отличается от прочности образца, ориентированного вдоль направления армирующих волокон. В обоих экспериментах образцы вроде бы подвержены одному и тому же простому растяжению, но разрушение происходит, когда проекция тензора напряжений на направление тензора прочности достигает критического значения соответствующего тензора прочности. Очевидно, что для того, чтобы сопоставлять прочности при простом и сложном напряженных состояниях, необходимо при помощи математических методов анализа напряженных состояний преобразовать конкретные тензорные свойства в критерий разрушения. [c.211]

Наиболее просто задача прочности решается в случае, если имеется возможность сопоставить рассчитываемую конструкцию с подобной, уже себя зарекомендовавшей, работающей в тех же или близких условиях. Здесь коэффициент запаса приобретает характер критерия подобия. Естественно, что расчет во всех его этапах для той или другой конструкции должен вестись одинаковым образом. Одной и той же должна быть расчетная схема, одним и тем же должен быть метод анализа, и наконец, одинаково должен определяться коэффициент запаса. Тем самым устанавливается сравнительная степень надежности. [c.36]

Анализ допусков, коэффициенты запаса прочности 838 Конструктивная избыточность 840 Методы анализа надежности 841 Сбор данных 842 Преобразование данных 843 Обработка данных [c.87]

ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННЫХ СОСТОЯНИЙ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ [c.252]

Влияние структурных и кинематических схем на к. п. д. редуктора и скорость его отдельных звеньев определяются графоаналитическими или аналитическими методами анализа планетарных передач. Для выбора оптимальной кинематической схемы, позволяющей при прочих равных условиях получить редуктор желаемой формы и габаритов, обычно проводятся конструктивные проработки с соответствующими расчетами на прочность. [c.138]

Кдк показывает многолетняя практика проектирования и отработки наиболее сложных и ответственных машин и конструкций атомной и ракетно-космической техники, повышенная точность при анализе прочности, ресурса и надежности достигается в тех случаях, когда используются комбинированные методы анализа истории эксплуатационного нагружения, номинальных и местных напряжений и деформаций [c.82]

К настоящему времени разработано много методов усталостных испытаний для получения разнообразной информации, соответствующей различным целям исследований. Например, могут потребоваться данные о распределении долговечности при постоянной амплитуде напряжения, данные о распределении усталостной прочности при заданном уровне долговечности, может возникнуть необходимость получения большого объема данных при наименьшем возможном размере выборок образцов или в возможно кратчайшие сроки и т. д. В последующих разделах описаны некоторые методы усталостных испытаний, иллюстрирующие способы достижения различных целей исследований. Отметим, что рассмотренные методы анализа применимы к различным данным лабораторных и натурных испытаний независимо от типа используемых испытательных машин и способов испытаний. Вопросы, связанные с испытательным оборудованием и методиками проведения испытаний, достаточно подробно освещены в литературе (см., например, [9]). [c.357]

Пользуясь методом анализа размерностей, начнем изучение подобия с более простого, второго варианта постановки температурных задач прочности. [c.207]

В двух предыдущих разделах ( 10.1, 10.2) рассматривались частные вопросы моделирования процессов разрушения применительно к циклическому нагружению конструкций. Ниже дается анализ моделирования равновесных состояний и кинетики процесса разрушения упругих и упруго пластических тел на основе общих методов анализа размерностей. При исследовании движения трещины учитывается вязкость материала и динамические характеристики процесса. Обсуждаются вопросы подобия при моделировании устойчивости равновесных трещин. Явления масштабного эффекта, связанные с нарушением условий статистической тождественности свойств материалов, существенные при моделировании абсолютных характеристик прочности, здесь не рассматриваются. [c.232]

Расчетные методы анализа ползучести элементов машин применяются в настоящее время в основном для деталей достаточно простой конфигурации. Определение характеристик ползучести для конструкций сложной формы, как правило, сопряжено со схематизацией геометрии и с использованием упрощающих допущений, снижающих степень достоверности расчета. В то же время проведение испытаний крупногабаритных изделий на длительную прочность при высоких температурах связано с созданием специальных экспериментальных установок и требует больших материальных затрат. Зачастую такие испытания практически неосуществимы, ввиду чрезвычайно большой длительности процессов ползучести в реальной эксплуатации. [c.237]

Идеально такой подход к проблеме должен допускать оптимальное использование материала (эксплуатационных напряжений, предела текучести и других точно определяемых свойств материала). Только тогда конструкцию можно считать надежной при эксплуатации под действием рабочих напряжений, очень близких к пределу текучести материала. Однако, чтобы учесть ошибки при анализе эксплуатационных нагрузок, изменения материала, высоких локальных напряжений или остаточных напряжений, дефектов материала или изготовления, необходим коэффициент запаса прочности для ограничения расчетных напряжений по отношению к номинальному пределу текучести. Этот подход в течение многих лет успешно использовался для большинства конструкций. В последние годы был разработан метод анализа прочности конструкций, которые могут содержать дефекты. Интерес к этой концепции, известной как механика разрушения, проявился в результате аварии нескольких больших конструкций при напряжениях, по-видимому, ниже предела текучести. Следует отметить, что эти аварии произошли от дефекта, наличие которого является необходимым условием для разрушения при напряжениях ниже предела текучести. [c.147]

IV. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПРОЧНОСТИ ПРИ НАЛИЧИИ ТРЕЩИН 428 [c.423]

Б. с/и и Ст-методы анализа прочности при наличии трещин [c.423]

Метод анализа прочности надрезанного образца (Кун и Фиг, 1962 г. Кун, 1964, 1965 гг.) основывается на следуюш,их трех дону прениях. [c.430]

Таким образом, в случае наличия трещин при расчете на прочность этим методом необходимо вычислить одну константу Ст с -метод можно классифицировать как метод анализа прочности при наличии трещин по одному параметру. [c.431]

При использовании с -метода предел прочности не определяют. В этом случае по результатам испытаний необходимо определить две константы и Ои. Этот метод можно классифицировать как метод анализа прочности при наличии трещин по двум параметрам. Очевидно, что при использовании с -метода следует проводить специальные испытания (на разрушение образцов с трещинами), причем два испытания, а не одно, как в случае применения с -метода. Однако с -метод дает большую точность при необходимости представить данные испытаний образцов, имеющих широкий диапазон размеров, как показано в следующем разделе. [c.431]

Метод анализа прочности при наличии надрезов (АНП) кратко описан в разделе IV В как основа метода анализа прочности материала при наличии трещин (АПТ). Заметное различие между этими двумя методами заключается в способе определения [c.443]

Все приведенные выше проблемы представляют интерес для инженера, рассчитывающего конструкции самолетов. Значительно меньше изучена проблема медленного развития трещин, обсуждавшаяся в разделе IV3 данной главы. И, наконец, существует проблема согласования инженерного эмпирического метода анализа прочности при наличии трещин с более глубокими наблюдениями металлургов и физиков. Эта проблема требует длительных исследований. [c.447]

В инженерной практике наибольший интерес представляет анализ случайных колебаний машин, приборов и конструкций, от которых очень сушественно зависит их работоспособность (усталостная прочность, надежность и ресурс). Нет ни одной отрасли промышленности, где бы при проектировании новой техники не использовались при расчетах те или иные разделы статистической механики и, в частности, один из основных разделов, посвященный теории и численным методам анализа случайных процессов. [c.58]

Основной государственный стандарт ГОСТ 25.506-85 "Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов -Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушении) при Статическом нагружении" разработан и введен в действие. 01.01.1986 г. [98]. Как упоминалось ранее, в Определении характеристик трещиностойкости металлов есть ряд методических условностей, без выполнения которых результаты испытаний не будут обладать сопоставимостью. Поэтому остановимся подробнее на принятых методах испытания на трещиностойкость, ибо ГОСТ 25.506-85 является первым в экспериментальной механике разрушения и его внедрение на предприятиях черной металлургии при организации контрольных испытаний металла ответственного назначения безусловно будет способствовать повышению качества металлопродукции. Кроме того, при рассмотрении и анализе основных положений стандарта основное внимание будет уделено вопросам, обеспечивающим возможность получения сопоставимых результатов. [c.82]

В последнее время развиваются научные основы оптимального конструирования [1]. Конечно, для суждения об оптимальности конструкции необходим предварительный выбор критериев прочности с учетом характера нагружения и состояния материала. Очевидно, например, что оптимальные формы для хрупкого и для пластического состояний могут сильно различаться. Поэтому абсолютного критерия оптимальности конструкции, справедливого для всех случаев, не существует. Отметим, что оптимальные экономические показатели не обязательно совпадают с оптимальными показателями по использованию прочности. Необходимо создание надежных, удобных в практическом отношении методов анализа напряжений при упругой и пластической деформации и оценки полей сопротивлений с учетом их изменения во времени. [c.351]

Одной из важнейших проблем в области естественных и технических наук является создание технологических процессов получения новых веществ и материалов с заданными свойствами. Управление процессами при получении таких материалов, а также контроль их качества требуют развития эффективных и экспрессных методов анализа дефектной структуры. Важность анализа микроструктуры твердых тел на всех этапах получения, обработки и эксплуатации изделий обусловлена тем, что многие физические свойства кристаллов, особенно их прочность и пластичность, являются структурно чувствительными свойствами и определяются типом, плотностью и пространственным расположением дефектов кристаллической решетки [1]. [c.226]

Содержание основного компонента, примесей и методы анализа определяются техническими условиями, весьма различными для разных порошков. Допустимое содержание примесей в порошках определяется допустимым содержанием их в готовой продукции, за исключением окислов, которые восстанавливаются при спекании в восстановительной атмосфере. Поэтому большинство технических условий допускает сравнительно высокое содержание кислорода в порошке (0,2—1,5%), что соответствует содержанию окислов порядка 1—10%. Более высокое содержание окислов снижает прессуемость и прочность прессовок и механические свойства спеченных изделий. [c.152]

Представления об изотропности свойств металлов обосновывали и способствовали развитию феноменологического метода анализа условий прочности, а также науки о прочности металлов и особенно инженерных методов оценки прочности металлических конструкций. [c.227]

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]

Первые попытки установления безопасных размеров элементов, сооружений аналитическим путем относятся к XVII в. В книге Г. Галилея (1564—1642) Беседы и математические доказательства, касающиеся новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению сделана попытка привести известные ему методы анализа напряжений в логическую систему. Эта книга знаменует собой возникновение науки о прочности, т. е. сопротивлении материалов. Галилеем изучались консольные и двухпролетные балки, велись испытания материалов на разрыв, при строительстве сооружений он учитывал их собственный вес. Решая задачи механики, Галилей уже в то время пользовался принципом виртуальных (возможных) перемещений. [c.5]

В книге изложены основные закономерности изменения циклической и коррозионной прочности титановых сплавов в зависимости от химического состава, структуры и окружающей среды. Детально рассмотрен процесс коррозионного растрескивания сплавов на основе титана и физическая природа этого явления в различных агрессивных средах. Анализ малоцикловой долговечности проведен на основе исследования процесса микронеоднородности протекания пластической деформации в упруго-пластической области нагружения. Многоцикловая усталость рассмотрена с использованием статистических методов анализа. Особое внимание уделено влиянию различных охрупчивающих факторов, состояния поверхности и коррозионных сред на циклическую долговечность, а также методам повышения циклической прочности. [c.2]

Более точные методы анализа, такие как новый трехмерный вариант метода конечных элементов, необходимы для анализа сдвиговых эффектов внутри и на границе взаимодействия слоев композиционного материала. Эти методы также полезны при определении истинного напряженно-деформированного состояния образцов, используемых при прочностных испытаниях композиционных материалов, особенно в окрестности опор и захватов, как показано в работе Риззо и Викарио [14]. Пагано и Пайпес [11] установили, что порядок чередования слоев оказывает определенное влияние на прочность композиционного материала. Необходимо продолжить исследования, направленные на более полное описание этого явления. [c.105]

Измеряемая величина прочности при изгибе обычно бывает больше прочностей при продольном растяжении или сжатии. Это означает, по-видимому, что первое разрушение, которое удается обнаружить, соответствует разрыву более чем одного крайнего наиболее нагруженного слоя. Достаточно сказать, что разрушение "однонаправленного волокнистого композита при изгибе — сложное явление, требующее точных методов анализа для надежного предсказания напряженного состояния и связанного с ним процесса разрушения. [c.155]

На практике выбор расчетной схемы представляет собой своеобразную задачу на оптимум . Надо путем минимального отстунления от действительной конструкции максимально приблизить расчетную схему к разработанному эффективному методу. Эта задача не простая. Для ее решения надо, с одной стороны, обладать некоторой интуицией, а с другой,— владеть в широком диапазоне различными методами анализа. Опыт работы конструкторских бюро показывает, что квалифицированная консультация по расчетам на прочность сводится в основном именно к решению подобного рода задач, т. е. к выбору оптимальной расчетной схемы. [c.18]

Рассмотрим возможности современных методов анализа НДС в зонах малоциклового разрушения, а также методов расчета на прочность при малоцикловом и термоусталостном режимах нагружения на примере корпусных деталей оболочечн го типа. [c.171]

Важные для оценки прочности результаты получаются при использовании комбинированных методов анализа напряженно-деформированного состояния - экспериментальных, аналитических и численных. Такие мето- [c.36]

Широкое распространение метода распределения неуравновешенных моментов сыграет огромную роль в подготовке высококвалифицированных инженеров-расчетчиков. Возможность производить зтим методом анализ прочности и устойчивости стержневых систем быстро и просто обеспечит рациональное проектирование, а в конечном итоге — снижение веса машин и сооружений. [c.4]

Изложены новые методы анализа локального напряженно-деформированного состояния при термомеханнческом нагружении, приведен расчет прочности и долговечности с учетом основных факторов, влияющих на ресурс роторов турбоагрегатов. Даны алгоритмы и их программная реализация, позволяющие рассчитать поля температур в роторах при произвольном изменении температур сред. [c.4]

Метод анализа приведен в табл. 15.2 число порывов отнесено к миллиону миль полета. Суммирование дает величину Ип 1Ы, равную 0,228, и это означает, что разрушение произойдет после того, как самолет налетает в среднем 10 /0,228 = 4 400 000 миль, или через 24 000 час ори средней Ирейсер-ской скорости 180 миль, час. С учетом коэффициента запаса прочности допустимый срок службы может быть принят в количестве 5000 час. Оценка срока [c.412]

Работоспособность конструкции и ее весовые характеристики определяются прежде всего принимаемыми при расчете требованиями к прочности. В течение десятилетий проектировщики самолетов и ракет основываются на нормативных методах расчета на прочность. На основе обширных теоретических и экспериментальных исследований, большого опыта эксплуатации конструкций для различных расчетных случаев устанавливаются нормированные -значения коэффициентов безопасности. Близкие к единице значения коэффициентов безопасности. свидётелвствуют, кроме всего прочего, о высоких требованиях к методам расчета. Предварительные проектировочные и текущие пове- рочные расчеты проводят с использованием современных теорий,, численных и аналитических методов анализа. Окончательное суждение о прочности конструкции выносят после проведения цикла статических испытаний. В этой главе освещаются перечисленные вопросы, а также особенности нагружения ракеты в полете. Более подробные расчеты отдельных отсеков и агрегатов рассматриваются в следующих главах. [c.271]

К оценке и анализу проблем хрупкого разрушения для машиностроительных конструкций суш ествует два подхода, которые описаны, например, в одном из последних докладов ASME (Американское общ ество инженеров-механиков, 1965 г.). Это хорошо отработанный метод переходной температуры и совсем недавно разработанный метод механики разрушения. Оба эти метода нашли широкое применение при проектировании роторных машин. В настояш ем разделе описаны различные способы реализации этих методов при проектировании турбогенераторных установок. В качестве материала рассмотрены стали средней прочности. Для анализа приняты внешние факторы, присущ ие данному виду оборудования. Возможность применения этих способов для других материалов необходимо оценить особо в каждом отдельном случае. [c.103]

Конечная цель анализа прочности конструкций летательных аппаратов при наличии трещин, как указано в разделе IIIA, заключается в том, чтобы заменить испытания натурной конструкции расчетом с целью получения более рациональной и более экономичной конструкции. Несмотря на то, что первая работа по исследованию поведения стекла с трещинами была сделана Гриффитсом около 50 лет назад, идея ее развития применительно к обычному методу анализа прочности является настолько новой, что только первые шаги сделаны по пути к цели. Большую часть работы следует выполнить. [c.446]

Первые попытки установления безопасных размеров элементов сооружений аналитическим путем относятся к XVII веку. Знаменитая книга Галилея Две новые нayки ) обнаруживает в ее авторе стремление привести известные ему методы анализа напряжений в логическую систему. Она знаменует собой возникновение науки о прочности, т. е. сопротивления материалов. [c.15]

Большое, практическое значение явления обратимой отпускной хрупкости, значительный научный интерес и роль этого явления в формировании современных представлений о влиянии межкристаллитных, меж-фазных и других внутренних границ раздела на прочность и пластичность сплавов, обусловили все возрастающий поток публикаций, посвященных изучению отпускной хрупкости. Однако со времени опубликования книги [1], обобщающей результаты экспериментальных и теоретических исследований обратимой отпускной хрупкости, система тизирующей представления о природе этого явления, прошло уже более 25 лет. С тех пор появилось значительное число новых экспериментальных данных/ полученных с использованием современных ло-кальных методов анализа химического состава приграничных зон зерен в стали, возникли новые представления о природе и механизмах процессов, приводящих к развитию отпускной хрупкости, достигнут определенный прогресс в понимании микромеханизмов охрупчивающего влияния примесей и разрушения охрупЧенной стали. Наконец, в последнее десятилетие начало разрабатываться практически новое научное направление, связанное с изучением взаимосвязи отпускной хрупкости с другими видами охрупчивания, с исследованием причин повышенной склонности стали в состоянии отпускной хрупкости к охрупчиванию в агрессивных средах, при повышенных температурах и Т.Д. [c.7]

В технике часто бывают заданы не удельные, а интегральные суммарные величины (масса, количество тепла и т. п.), и в практических вопросах прочности часто задают не напряжения, а нагрузки (например, силу, выдерживаемую деталью без разрушения, допускаемый крутящий или изгибающий момент и т. п.). В простейшем случае при подсчете условных напряжений сечение принимают постоянным, а напряженное состояние однородным, т. е. силу Р просто делят на некоторую постоянную величину Ра, а крутящий или изгибающий момент М — на упругий момент сопротивления Однако на практике в большинстве случаев встречается неоднородное напряженное состояние, при этом, зная допускаемое напряжение и площадь сечения, нельзя непосредственно определить силу. Однако не следует ограничиваться определением среднего (номинального) напряжения, которое возникло бы в гладком (ненадрезанном) образце того же сечения под действием той же нагрузки (силы) при однородном напряженном состоянии, а необходимо применять теоретические и экспериментальные методы анализа деформаций с последующим вычислением максимальных и средних напряжений. Для оценки степени неоднородности распределения напряжений, например, в надрезанных образцах вводят понятие коэффициента концентрации напряжений а,,-, равного отношению максимального к среднему условному напряжению. Чем больше величина а , тем больше отличие максимального напряжения в зоне концентратора, от среднего напряжения, которое возникло бы при приложении той же нагрузки к гладкому ненадрезанному образцу того же сечения, что и в надрезе. [c.41]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...