Ресурс элемента конструкции — Расчет

Расчет гамма-процентного ресурса элементов конструкций выполняют согласно рассматриваемой методике и [57, 71, 74-76, 111, 124]. [c.167]

Уровень проектирования и создания эффективных и надежных в эксплуатации атомных энергетических установок (АЭУ) в значительной мере определяется, как было показано выше, степенью обоснованности выбранных проектных решений (тепловых и гидравлических режимов, конструктивных форм и размеров, материалов и их распределения в конструкциях), технологией и контролем качества изготовления. Это относится также и к самим методам моделирования соответствующих процессов (технологаческих и эксплуатационных), анализу прочности и ресурсу элементов конструкций АЭУ применительно к стадии поверочных расчетов в соответствии с нормами. [c.88]

АЛГОРИТМ ПРОГРАММЫ УТОЧНЕННЫХ РАСЧЕТОВ МАЛОЦИКЛОВОЙ ПРОЧНОСТИ И РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ [c.260]

Ресурс элемента конструкции — Расчет для упругой и упругопластической областей 14 [c.222]

Расчет гамма-процентного ресурса элементов конструкции выполняют согласно изложенным положениям и НТД [55-58, 62-64, 99]. Ресурс работы сосуда (Р) от проведенного до следующего диагностирования технического состояния определяют, исходя из условий эксплуатации и результатов неразрушающего контроля. Назначенный ресурс (Р) должен быть меньше расчетного (Г), т.е. должно выполняться условие Р < Г, что уточняют проверочным расчетом. По истечении назначенного (установленного) ресурса проводят новое обследование для оценки возможности дальнейшей эксплуатации объекта. [c.224]

Расчет на усталость (при переходе элементов конструкций к предельному состоянию) для ограниченного числа циклов действия напряжений можно осуществлять для заданного уровня напряжений по числу циклов. При этом в расчет вводят наработанное число циклов Ng, отвечающее расчетному ресурсу, и разрушаю- [c.127]

Основной принцип конструирования машин, детали которых подвержены циклическому нагружению, выражен в недопущении их разрушения в пределах заданного ресурса. Реализуется этот принцип на практике с использованием в расчетах запасов прочности и дополняется разрабатываемой системой контроля уже в процессе эксплуатации зон с наибольшими расчетными напряжениями [1]. В зависимости от требований эксплуатации и сложности конструкции, с учетом доступности критических мест для контроля задача по предупреждению утраты работоспособности конструкции может быть решена за счет резервирования, дублирования, переключения мощности воздействия с разрушенного элемента конструкции на другой и др. [c.18]

Применительно к силовым установкам ВС (газотурбинные двигатели) расчетные методы по принципу обеспечения безопасного ресурса более упрощены, поскольку относятся к элементам конструкции, в меньшей мере подверженным сл) ай-ному изменению нагрузок за полет ВС. Вместе с тем эти расчеты учитывают нагрев материала и этим принципиально отличаются от расчетов элементов конструкции планера ВС. [c.38]

Поэтому для определения предельного состояния элемента конструкции необходимо не только учитывать наличие начального дефекта на масштабном микроскопическом уровне, но и в последующем процессе увеличения длины трещины возникает возможность проведения контроля с обоснованной периодичностью для ее своевременного выявления. Используемые в расчетах коэффициенты запаса прочности при установлении ресурса по критерию усталостной прочности несут на себе смысловую нагрузку наиболее полного учета всех возможных несоответствий между предполагаемыми условиями эксплуатационного нагружения и условиями, воспроизводимыми в испытаниях. Они включают многообразие факторов, влияющих на рассеивание усталостной долговечности, в том числе и при наличии малых по величине дефектов типа трещин. [c.47]

Опыт эксплуатации ВС гражданской авиации показал, что в пределах существующих ресурсов в отдельных элементах конструкции возникают и развиваются усталостные трещины на значительную длину или глубину [72-88]. Это может происходить по разным причинам. Так, например, сопоставление долговечностей на начальном этапе эксплуатации одного из транспортных самолетов по критерию роста усталостных трещин в обшивке крыла в эксплуатации и на стенде по специальным программам, моделирующим условия эксплуатации, показало следующее [73]. При введении ВС в эксплуатацию нагружение обшивки в полете рассматривали, исходя из эквивалента программы испытания на выносливость по расчету 2,0. Сопоставление со статистическими данными по появлению усталостных трещин в процессе увеличения срока эксплуатации ВС выявило (табл. 1.2), что значение эквивалента программы испытаний для средней части крыла транспортного самолета по критерию роста усталостных трещин состав.ляет 0,31. Расчетный эквивалент программы испытаний на выносливость существенно отличался от статистических данных по наработке к моменту появления усталостных трещин в аналогичных местах обшивки крыла ВС, хотя возникновение и распространение трещин до существенных размеров не было опасным. [c.47]

Таким образом, в случае измерения циклических деформаций в зоне выраженной концентрации нагружений при стационарном нагружении, когда характер нагружения оказывается близким к жесткому, расчет по величинам деформаций в цикле с учетом изменения с числом циклов нагружения исходного сопротивления тензорезистора по уравнениям (3.2.1) позволяет внести поправку в данные тензометрирования с целью определения действительной истории нагружения элемента конструкции. Одновременно свойство тензорезисторов увеличивать исходное сопротивление при малоцикловом нагружении используется для оценки накопления усталостных повреждений. Величиной прироста исходного сопротивления тензорезисторов, устанавливаемых в зонах концентрации, определяется степень исчерпания ресурса изделий. Вместе с тем интегральная оценка прироста сопротивления тензорезистора не позволяет выполнять покомпонентную оценку накопления усталостных и квазистатических малоцикловых повреждений, что существенно для расчета прочности, и требуется разработка и экспериментальное обоснование указанной процедуры. [c.268]

Создаются и новые подходы к выбору материалов, расчету прочности и ресурса для элементов конструкций, работающих под термоциклическим нагружением. Повышение рабочих температур, маневренности и общего срока эксплуатации термически нагруженных конструкций в последнее время потребовало решения ряда новых вопросов о циклической пластичности и ползучести цри [c.3]

По мере усложнения задач, возникающих при проектировании в связи с обеспечением прочности машин, становится все более необходимым взаимодействие испытаний и расчета, объединяемых в определенную систему, которая обеспечивает получение исходных данных по режимам нагружения при испытаниях материалов на образцах, изучение полей напряжений и деформаций на характерных моделях, измерение или расчет граничных условий, решение краевых задач для опасных зон элементов конструкций, оценку предельных состояний и эксплуатационного ресурса исследуемой конструкции [c.505]

Возможности повышения экономичности, надежности и ресурса работы современных энергетических установок (паровых и газовых турбин энергоблоков, парогенераторов, подогревателей, теплообменников различного назначения, котельных и печных агрегатов) в значительной мере зависят от совершенства применяемой термоизоляции. Проблемы экономии энергии и увеличения работоспособности теплонапряженных элементов конструкций, использование дорогостоящих теплоизоляционных материалов и изделий из них приводят к возрастанию требований к методам расчета и оптимизации параметров термоизоляции, к достоверности получаемых этими методами результатов. [c.3]

Рассматриваемые ниже вопросы малоцикловой и длительной циклической прочности элементов конструкций, являющиеся частью общей проблемы обоснования прочности и ресурса, находятся во взаимодействии со всеми основными этапами расчетов, показанных на рис. 1.2. В силу своей научной новизны, сложности анализа кинетики напряженно-деформированных и предельных состояний нормативные расчеты прочности и ресурса при малоцикловом нагружении получили пока развитие и применение для наиболее ответственных конструкций, таких, как атомные реакторы [12, 13]. [c.13]

Применительно к наиболее ответственным конструкциям (атомные и химические реакторы, сосуды для транспортировки токсичных газов и жидкостей под давлением) выполнение пп. 1—5 осуществляется для стадии образования макротрещин. При этом указанные выше запасы по нагрузкам ид, деформациям 1 и долговечности гея определяются по уравнениям типа (1.3) кривых малоциклового или длительного циклического разрушения, получаемых по критерию образования макротрещин. Однако опыт эксплуатации и испытаний большого числа элементов конструкций при малоцикловом нагружении показывает, что долговечность на стадии развития трещин сопоставима или в 2—5 раз превышает долговечность на стадии образования трещин. Это позволяет за счет уточнения расчетов прочности и ресурса по первой и второй стадии повреждения увеличить срок безопасной эксплуатации конструкций. [c.20]

На основании приведенных в гл. 2 и 11 уравнений и соответствующего раздела норм прочности [2] разработана программа расчета прочности и ресурса деталей машин и элементов конструкций при действии эксплуатационных механических и тепловых нагрузок в диапазоне числа циклов до 10 —10 . При этом в качестве исходных используются распределения напряжений и деформаций, соответствующие режимам эксплуатации. Определение напряжений и деформаций, как указано выше, может быть выполнено аналитическими или численными с применением ЭВМ методами или экспериментально по данным измерений на моделях и натурных конструкциях для заданных эксплуатационных нагрузок. [c.257]

Для более сложных нестационарных режимов механического и теплового нагружения в неупругой области, характерных для большого числа рассмотренных выше конструкций, имеющих различные зоны концентрации напряжений, проведение уточненных расчетов с полным отражением кинетики напряженно-деформированных состояний и критериальных характеристик по рис. 12.2 остается пока трудноразрешимой задачей даже при использовании ЭВМ современных параметров. В связи с этим определение малоцикловой прочности и ресурса рассмотренных в гл. 2—10 элементов конструкций должно осуществляться на основе комплексных расчетно-экспериментальных методов, указанных в гл. 1 и в 1 гл. 12. В инженерных расчетах на стадии проектирования обоснование прочности и ресурса можно осуществлять с применением методик, изложенных в гл. 11. [c.269]

Как отмечалось в гл. 1, настоящая монография не затрагивает пока в надлежащем объеме вопросы малоцикловой живучести конструкций на стадии развития в них трещин малоциклового нагружения. Основой расчетов прочности и ресурса злементов конструкций с трещинами являются уравнения и критерии нелинейной механики циклического разрушения. Совместное рассмотрение двух стадий работы элементов конструкций — стадии до образования трещин (что является предметом настоящей монографии) и стадии их развития — должно способствовать обоснованному продлению ресурса безопасной эксплуатации и форсированию режимов работы. [c.269]

Использование уравнений состояния для оценки прочности и ресурса циклически нагруженных элементов конструкций и деталей машин позволяет проанализировать кинетику деформаций в наиболее напряженных зонах и рассмотреть процесс накопления циклических повреждений по мере Приближения к преде.льным состояниям. К числу наиболее исследованных в теоретическом и экспери.ментальном плане относятся особенности протекания циклических упругопластических деформаций и параметры соответствующих уравнений состояния при изотермическом нагружении для двух основных режимов нагружения — с заданными амплитудами напряжений и с заданными амплитудами деформаций. В результате этих исследований сформулированы свойства и виды уравнений обобщенных диаграмм циклического деформирования, получившие применение в расчетах прочности. [c.3]

Заметим, что модель позволяет получить достаточно адекватное описание поведения упрочняющегося материала и при нестационарном повторно-переменном нагружении. Однако ценой охвата более широкого комплекса свойств материала является существенное усложнение по сравнению с рассмотренной в первых главах книги моделью циклически стабильной среды. Оно относится и к проблеме идентификации модели, и к анализу ее поведения при различных программах нагружения, и тем более к использованию модели для расчета элементов конструкций. Поэтому варианты модели, учитывающие циклическое упрочнение, целесообразно применять в последнем качестве лишь в каких-то специфических случаях (например, при расчете конструкций с весьма ограниченным ресурсом). Более существенным представляется теоретическое значение предложенных вариантов, поскольку они позволяют глубже понять механизмы соответствующих процессов, определить условия, при которых последние проявляются наиболее заметно, уточнить область практической применимости более простой модели циклически стабильного материала. [c.117]

Разрушение элементов конструкций при переменных нагрузках происходит обычно постепенно вследствие накопления микроповреждений, переходящих в развивающиеся усталостные трещины. Расчет таких конструкций при проектировании заключается в получении оценок их ожидаемого ресурса. Поскольку процесс разрушения в основном состоит из двух этапов (накопления собственно усталостных повреждений и роста трещины до опасных размеров), то в соответствии с этим и расчет подразделяют на получение оценок усталостной долговечности конструкции, определяемой по моменту появления заметных усталостных трещин и оценок живучести конструкций, уже имеющих начальные трещины. [c.5]

Долговечность конструкции определяется размером началь- ной трещины, скоростью докритического роста трещины, характером и величиной приложенных нагрузок, геометрией тела, свойствами материала и внешней среды. Пользуясь изложенными выше результатами, проведем иллюстративный расчет на ресурс длительной прочности и долговечности типичного элемента конструкции, работающего в условиях растяжения. Временными эффектами пренебрегаем. [c.352]

Несмотря на перечисленные недостатки, скалярные меры повреждений широко используют в инженерных расчетах. Причина состоит не только в простоте такого подхода. В задачах прогнозирования ресурса скалярная мера повреждений допускает интерпретацию, не связанную непосредственно с физической картиной повреждений материала, детали или элемента конструкции. При этом мера повреждений играет роль параметра, который характеризует условия нагружения и воздействия окружающей среды, позволяя прогнозировать показатели ресурса при сложных условиях на основании опытных данных, относящихся к более простым условиям нагружения. В результате мы получаем возможность применять понятие меры повреждений для таких ситуаций, когда ее физическое истолкование утрачивает смысл. [c.62]

Теория случайных колебаний механических систем находит все большее применение в практике проектирования почти во всех отраслях промышленности. К таким задачам относят расчет системы защиты объектов при действии случайных возмущений анализ вибраций элементов конструкций летательных аппаратов, вызванных, например, действием атмосферной турбулентности старт летательных аппаратов движение транспортных средств по дорогам со случайными неровностями и т.д. Теория случайных колебаний позволяет решать задачи, в которых требуется оценивать надежность и ресурс конструкций. Большую роль теория случайных колебаний играет в вибро-акустической диагностике. [c.157]

При развитии в элементе конструкции каких-либо повреждений и, тем более, трещин сразу же возникает вопрос о соответствии механических свойств материала проекту и условиям эксплуатации. Конструкция должна работать при соблюдении проектных условий (напряжение, температура, скорость нагружения, среда и т.п.) и преждевременное ее повреждение или выход из строя (отказ) свидетельствует, что элемент выполнен не из того материала, были нарушены технология его изготовления или допущены ошибки в расчетах на прочность. Сегодня к этим причинам отказа оборудования добавляется его эксплуатация за пределами расчетного ресурса. [c.69]

Прогнозирование состояния сосуда давления в рамках концепции ТПР требовало точных методов расчета, основанных на убедительных экспериментальных данных. Ведь речь шла, фактически, о стадии развитого процесса разрушения конструкций. А вся практика инженерных расчетов конца 50—60-х годов допускала работу только в области упругих деформаций (рис. 1, область /). Исключение составляли высоконагруженные элементы конструкций, работающие либо с малым ресурсом эксплуатации, либо в области высоких температур и напряжений, при которых протекают процессы ползучести. [c.7]

При традиционных, детерминистических, расчетах в обосновании прочности, ресурса и надежности элементов конструкций [c.73]

В заключение следует отметить, что решение вопросов оценки II повышения ресурса элементов конструкций сопряжено с анализом кинетики несущей способности в эксплуатации на основе эксперимента.лытых н расчетных данных о взаимодействии процессов накопления усталостных и длительных статически.х повреждений. При этом для материалов, подвергаемых температурно-временным воздействиям, расчет предельных состояний по повреждениям реализуют на базе применения деформационных критериев с использованием параметров уравнений состояния, определяемых из эксперимента при однородном папряжепном состоянии. [c.23]

Вероятностная оценка прочности и ресурса элементов конструкций. Основные аспекты их расчета. Условия на-груженности элементов конструкций и характеристики прочности, обладают рассеянием, являющимся следствием изменчивости условий эксплуатации и отклонений в свойствах материалов и технологии изготовления изделий. Таким образом, в правой части ранее приведенных выражений для запасов прочности в силовых, деформационных и временных факторах числителям и знаменателям свойственны случайные отклонения. Статистическая оценка величин числителей и знаменателей в выражении запаса прочности отображается соответствующими функциями рас- [c.8]

Проводят оценку полученных значений ПТС объекта, их соответствия требованиям научно-технической и проектноконструкторской документации. При отсутствии отклонений от требований диагностика оборудования, выполняемая в пределах расчетного ресурса, заверщается. При наличии отклонений основные ПТС диагностируемого объекта определяют согласно [74-76, 124]. Подлежит уточнению (относительно требований научно-технической документации) система предельных состояний элементов конструкций и критериев их оценки, а также необходимость в дополнительных расчетах и экспериментальных исследованиях напряженно-деформированного состояния оборудования и свойств материалов. [c.166]

Последнее обстоятельство позволяет распространить указанные подходы на расчетное определение прочности и ресурса других типов элементов конструкций. Расчет выполняется на основе деформационно-кинетических критериев малоцикловой и длительной циклической прочности, базируется на расчетных и экспериментальных данных о местной напряженности конструкции с учетом поцикловой и во времени кинетики деформаций, проводится [c.275]

В настоящее время опубликован ряд материалов, посвященных вопросам малоцикловой усталости при повышенных температурах и характеризующих новые результаты исследований по механике упругопластически и циклически деформируемых элементов конструкций, по механике возникновения и распространения в них трещин, по применению этих результатов для расчета прочности и ресурса на стадии проектирования. [c.4]

Информация о действительной нагруженности и несущей способности — важный элемент при решении вопросов расчета конструкций, совершенствования их схем и форм, применения поверхностного упрочнения и других способов повышения эксплуатационной надежности и ресурса. Далее рассматриваются некоторые вопросы оценки вероятности неразруше-ния (надежности) в связи с условиями нагружения и несущей способностью элементов конструкций. Отказы по прочности, оцениваемые как возникновение разрушения, повреждение опасными трещинами или недопускаемые деформации, могут возникать в результате однократных или кратных перегрузок как статических, так и динамических или же вследствие наличия дефектов, достаточных для разрушения элементов конструкций при свойственном им уровне эксплуатационной нагруженности. Разрушения такого типа рассматриваются как статические, их вероятностная оценка осуществляется с учетом кратности статического нагружения, статистики возможных статических нагрузок и дисперсии статической прочности во внересурсной постановке. Это, например, уже давно делается в области оценки надежности строительных конструкций, гидротехнических сооружений и ряда других, нагруженных в основном статической нагрузкой. [c.137]

Значительный интерес представляют методы расчета и оценки ресурса конструкций из композитов с учетом тепловых эффектов при вибрационном нагружении (рис. 4) краевых эффектов в разноориентированных композитах и системах металл—композит, а также способы определения концентрации напряжений, в том числе при низких температурах. Разработанные методы расчета конструкций из композитных материалов позволяют определять собственные частоты, перемещения и напряжения в элементах конструкций при случайном динамическом нагружении и, кроме того, оценивать их ресурс с учетом влияния повреждений на декремент колебаний. [c.17]

Механика малоциклового деформирования и разрушения по мере развития ее базисных направлений становится научной основой расчетов прочности и ресурса машин и конструкций на стадиях проектирования и эксплуатации. Это в первую очередь относится к несуш,им элементам конструкций и деталям машин, испытывающим действие повторных экстремальных тепловых и механических нагрузок. Такие нагрузки возникают при повышении рабочих параметров машин и конструкций — единичной мощности, скоростей, давлений, температур, а также при повышении маневренности, форсировании режимов работы, возникновении аварийных ситуаций при переходе к полупиковым и пиковым режимам эксплуатации. При этом число циклов нагружения на основных расчетных и экстремальных режимах в зависимости от типов и назначения машин и конструкций (атомные реакторы, тепловые энергетические установки, паровые и гидравлические турбины, химические аппараты, технологические и транспортные установки, летательные аппараты и другие объекты новой техники) изменяется от 1 до 10 и более. Температурные режимы (изотермические и неизотермические) таковы, что абсолютные значения максимальных температур несущих элементов достигают 600—1200° С и более, а перепады температур при программном и аварийном изменении режимов достигают 400—500° С со скоростями от 1 до 10 град/ч. Время одного цикла термомехапического нагружения составляет от 10 до 10 с при общем временном ресурсе от 10 до 10 ч. [c.5]

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]

Применение двух- и многослойных сталей и сплавов, обладающих взаимодополняющими физико-механическими свойствами, позволяет значительно снизить металлоемкость элементов конструкций. Проблема проектирования, создания и эксплуатации биметаллических конструкций повышенного ресурса, в частности высоконагру-женного оборудования АЭС, делает весьма актуальными экспериментальные исследования, направленные на разработку методов оценки несущей способности таких конструкций не только по интегральным характеристикам прочности, но и с учетом наличия трещиноподобных дефектов на стадиях инициации разрущения, а также распространения и остановки трещин. Развитие методов определения критериев сопротивления разрушению и их анализ необходимы для оптимизации свойств биметалла путем правильного выбора сочетания разнородных составляющих соединения, назначения технологического способа его изготовления и определения рационального соотношения толщин основного металла и плакирующего слоя. Кроме того, это необходимо при проведении расчетов на прочность и оценке ресурса биметаллических элементов конструкций, определении допускаемых размеров дефектов, выборе методов и средств дефектоскопии. [c.107]

Для случая высоких температур и сложных температурносиловых воздействий традиционные методы оценки ресурса оказываются малопригодными для расчета такого оборудования. В связи с этим становится необходимой разработка новых методов расчета элементов конструкций на базе соответствующих критериев разрушения со всесторонним их обоснованием посредством проведения сложного эксперимента по испытаниям материалов и элементов конструкций в условиях, приближающихся к эксплуата- [c.3]

Расчеты на прочность в номинальных напряжениях по характеристикам статических свойств с учетом опыта проектирования проводят для обоснования выбора основных размеров элементов конструкций — толщин стенок и диаметров. Для обоснования выбора конструктивных форм (наличие зон концентрации), режимов теплового и механического нагружения, технологии (сварка, термообработка), уровня дефектоскопического контроля с учетом условий эксплуатации следует провести дополнительные поверочные расчеты на прочность и ресурс. Для выполнения этих расчетов рекомендуется использовать деформационные подходы, отражающие роль указанных выше факторов. Кроме того, для наиболее ответственных машин и конструкций проводят модельные и натурные тензометрическне испытания, из которых непосредственно получают значения номинальных и местных деформаций. Для определения соответствующих запасов прочности н ресурса эти значения деформаций сопоставляют с критериальными значениями. [c.212]

Вала. ым показателем совершенства конструкции является условие равнопрочности и равной долговечности элементов. Наличие в конс-струкции хотя бы одного недостаточно прочного или недостаточно долговечного элемента снижает надежность конструкции в целом. На практике встречаются случаи, когда различные элементы конструкции рассчитывают на различную долговечность или на различный ресурс наработки до предельного состояния. Например, валы, как правило, рассчитывают на неограниченный, а подшипники на ограниченный ресурс. При этом допускают замену подшипников при очередных плановых ремонтах. Расчет подшипников на больший ресурс в некоторых случаях мог бы привести к неоправданному завышению веса и габаритов конструкции в цeлo r. Ограниченный ресурс имеют цепи, ремни и некоторые другие элементы. Важно, чтобы ни один из этих элементов не выходил из строя раньше намеченного срока очередного планового ремонта. [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...