Прочность Коэффициенты Зависимость от надежности

Статистическая трактовка условий усталостного разрушения как при стационарных, так и нестационарных условиях нагружения позволила осуществить расчет па усталость по критерию вероятности разрушения и аргументировать выбор величины запасов прочности в зависимости от случайных отклонений нагруженности и характеристик сопротивления материала. Тем самым вместо эмпирического выбора коэффициентов, образующих запас прочности, был предложен и получил использование более научно обоснованный подход к оценке надежности деталей машин и элементов конструкций в условиях эксплуатации. [c.42]

Основной характеристикой прочности материала узлов, работающих при высоких температурах, является предел длительной прочности. Значение коэффициента п при расчете по пределу длительной прочности может меняться от 1,5 до 3 в зависимости от ответственности конструкций, точности расчета и степени надежности имеющихся данных о свойствах материала. [c.57]

Инженер-конструктор создает продукцию двух видов проект деталей и узлов, представленный чертежами и описательными ведомостями, и прогнозную оценку (расчет) их надежности и работоспособности. Именно второй вид продукции требует самых больших усилий и наиболее активного сотрудничества с разработчиками материалов. Предметом рассмотрения в данном случае является такой аспект работоспособности деталей, как рабочая долговечность. Чтобы предсказать ее, инженер должен определить напряжения, температуру, химический состав рабочей среды и характеристики поведения материала. Для этого он может воспользоваться собственными расчетами, проведением испытаний или консультацией специалистов. Чтобы описать поведение, можно использовать характеристики как связанные, так и не связанные с разрушением. К последней группе характеристик относятся такие свойства, как модули нормальной упругости и сдвига, коэффициент Пуассона, коэффициент линейного расширения, теплопроводность, излучательная способность, плотность. Они нужны для расчета напряжений, деформаций и температур. В числе связанных с разрушением рассматривают коррозионные свойства, характеристики ползучести и длительной прочности, диаграммы много- и малоцикловой усталости, характеристики вязкости разрушения, текучести и предела прочности. Совместное рассмотрение всех этих характеристик приводит к выводу, что механизмы разрушения (в их зависимости от температуры и числа циклов нагружения) представляют наибольший интерес для конструкторов камеры сгорания, а также рабочих и направляющих лопаток. [c.63]

Значение коэффициента корреляции зависимостей основных характеристик прочности немодифицированного чугуна от степени эвтектичности достаточно велико и колеблется от 0,87 до 0,97. Наиболее высок коэффициент корреляции для синтетических чугунов, что свидетельствует о хорошей воспроизводимости и плотности полученных экспериментальных данных и достоинствах метода его получения. Поскольку критерий надежности коэффициента корреляции для синтетических чугунов большой, прочностные свойства этих чугунов существенно зависят от степени эвтектичности, т. е. получаемая прочность главным образом определяется графитной составляющей и параметрами включений графита. [c.125]

Из соотношения (5.20) следует, что между вероятностью разрушения и коэффициентом запаса прочности [соотношением (5.19)] нет однозначного соответствия. При одном и том же коэффициенте запаса в зависимости от коэффициентов вариации действующих и опасных для материала конструкций напряжений получаем различные значения вероятности разрушения, т. е. приходим к различным оценкам надежности конструкции. Отсюда следует, что коэффициент запаса прочности в виде соотношения (5.19) не может, вообще говоря, быть принят в качестве единственной меры прочностной надежности конструкций. Однако если коэффициент запаса прочности принять п = oJa, то при случайных значениях и а величина п также будет случайной, но уже, так же как и мера надежности, определяемая по формуле (5.17), будет однозначно определять надежность конструкции. [c.174]

Зависимость коэффициентов безопасности / от всех подлежащих учету факторов не имеет строгой математической формулировки. Их величина устанавливается как некоторый нормативный запас прочности, принимаемый для гарантированной надежности работы конструкции. При этом принимают во внимание следующие факторы. [c.15]

После проведения расчетов наступает не менее ответственный этап — анализ полученных результатов и заключение о надежности конструкции. Решение этой задачи связано с третьей проблемой прочности. В настоящее время на стадии проектирования самосвала не приходится говорить об усталостной прочности и расчете долговечности. Как правило, заключение о прочности делается на основании выполнения условия прочности Отах [ст] или сравнения полученного значения коэффициента запаса прочности с допускаемым. Допускаемые напряжения [а] выбирают с определенным коэффициентом запаса по отношению к предельным напряжениям для данного материала. Например, для пластичных материалов за предельное напряжение принимается предел текучести 0 . Анализ коэффициентов запаса и допускаемых напряжений в зависимости от схематизированного вида нагружения самосвала показывает, что при расчете для всех рассмотренных выше схематизированных нагрузок можно принять коэффициенты запаса в пределах 1,3... 1,6 [1]. [c.78]

Из сказанного выше следует, что величина п должна быть больше единицы ( > 1), в противном случае прочность конструкции будет нарушена. Естественно возникает вопрос, на сколько больше единицы должна быть величина п, чтобы прочность рассчитываемой детали (элемента конструкции) можно было считать обеспеченной. Ясно, что чем больше п, тем прочнее конструкция, тем большим запасом надежности она обладает. В то же время совершенно очевидно, что очень большие запасы приводят к перерасходу материала, делают конструкцию тяжелой, неэкономичной. В зависимости от назначения конструкции и целого ряда других обстоятельств (несколько подробнее об этом будет сказано ниже) устанавливают величину минимально необходимого коэффициента запаса прочности. Эту величину обозначают [п] и называют требуемым коэффициентом запаса прочности (говорят также, что это заданный или допускаемый, или нормативный коэффициент запаса прочности). [c.82]

Номинальный коэффициент запаса прочности устанавливается в зависимости от конструкции провода и требований надежности работы линии. При прохождении воздушных линий по ненаселенным местностям и Пересе- [c.59]

Наблюдаемая зависимость от температуры объясняется следующим образом. Как уже указывалось, максимальная скорость потока зависит от кавитационной прочности жидкости. Чем ниже кавитационная прочность, тем меньше скорость потока. Известно (см., например, [63]), что кавитационная прочность жидкости сильно падает с ростом температуры. Таким образом, уменьшение скорости потока приводит к уменьшению скорости смены абразива по мере повышения температуры, поскольку уменьшается коэффициент пропорциональности в уравнении (46), а изменение размера зерен абразива и связанное с этим относительное уменьшение скорости обработки определяются изменением скорости смены абразива. Итак, скорость обработки существенно зависит от скорости смены абразива. Как уже отмечалось, один из существенных недостатков ультразвуковой обработки заключается в уменьшении производительности по мере углубления инструмента. В соответствии с изложенной гипотезой, скорость смены частиц абразива уменьшается обратно пропорционально глубине отверстия. Так как процесс обработки связан с непрерывным дроблением крупных частиц абразива, с уменьшением скорости смены абразива размер их, а следовательно, и скорость обработки будут уменьшаться. При большей силе прижима увеличивается скорость дробления, а скорость смены абразива остается неизменной. И в этом случае наблюдается более значительное изменение скорости обработки по мере углубления инструмента. Чтобы повысить производительность, необходимо было решить проблему надежного обмена суспензии абразива в зоне обработки. [c.53]

Соединение в высоконагруженных узлах неметаллических и металлических деталей (элементов) всегда представляет непростую задачу. Поэтому отработке конструкции таких соединений в плане прочности уделяется особое внимание. Электроизолирующая вставка (ЭВ) представляет собой уникальный пример по уровню нагрузок (рабочему давлению до 10 МПа, сроку службы при действии нагрузок до 30 лет) и требованиям по безотказности при эксплуатации. По совокупности величины нагрузок, длительности их воздействия и надежности требования к ЭВ превышают требования к ракетно-космической технике. Безотказность ЭВ при эксплуатации определяется работоспособностью трех основных элементов металлических патрубков, силовой стеклопластиковой муфты и герметизирующего элемента. Металлические патрубки изготавливаются из труб, допущенных Инструкцией по применению стальных труб в газовой и нефтяной промышленности. М., 1996 г. для использования в магистральных трубопроводах. Толщина рассчитывается в соответствии с СНиП 2.05.06-85, при этом коэффициент запаса в зависимости от условий эксплуатации и материала трубы [c.95]

Результаты механических испытаний образцов опытных плавок были подвергнуты статистической обработке (табл. 34). Принятая прямолинейная зависимость прочностных характеристик от степени эвтектичности оказалась достаточно правомерной. Во всех случаях критерий надежности коэффициента корреляции y достаточно высок. Наименее зависит от степени эвтектичности величина стрелы прогиба и отношение прочности чугуна при изгибе и растяжении, что естественно, так как степень эвтектичности в большей мере характеризует графитную составляющую, а не металлическую матрицу. [c.123]

Опытные работы, проведенные с зубчатыми колесами, показали, что развитие усталостных трещин начинается не на глубине, где действуют наибольшие напряжения, а по контактной поверхности зубьев. Положение с исследованием явлений усталостного разрушения таково, что пока нет оснований для рекомендаций надежных критериев прочности, отвечающих данному напряженному состоянию, однако формулы (44) — (46) с достаточной ясностью отражают физическую сущность и закономерность явлений усталостного разрушения. Следовательно, безразлично, какую формулу принять для расчета колес закрытых зубчатых передач, так как их различие состоит только в числовом расчетном коэффициенте необходимо лишь обеспечить правильный выбор допускаемых напряжений исходя из принятой формулы заметим также, что между нормальными и касательными напряжениями существует в данном случае простая линейная связь. При надобности в расчетах можно использовать зависимость, характеризующую переход от одного напряженного состояния к другому, где [c.302]

Предварительно необходимо коротко остановиться на следующем. Конструктор должен исходить из общих размеров сечения. Так как известно, что почти у всех гальванически осажденных металлов механические свойства, особенно модуль упругости, отличаются от соответствующих свойств основного материала (например, стали или легких металлов), то недопустимо при толщине покрытия, превышающей 50 мкм, исходить в расчетах на прочность из общих размеров. По условиям надежности детали в работе следовало бы всегда вводить в расчет сечение материала без покрытия. Однако в расчете может быть учтено различное сопротивление основного материала и покрыт Я, но для этого необходимо знать коэффициенты, характеризующие их прочность. У гальванических покрытий таких коэффициентов нет, так как некоторые свойства изменяются в условиях осаждения, а частично и в результате еще мало изученного влияния собственных напряжений. Поэтому при изучении данных испытаний необходимо уточнить, к каким сечениям относятся показатели прочности. Чтобы более полно учитывать зависимость между прочностью и состоянием внутренних напряжений, для отдельных покрытий приведены характерные величины, относящиеся к собственным напряжениям. [c.185]

Величина и знак этих напряжений определяют служебные качества эмалевого покрытия и долговечность эмалированных аппаратов и изделий. Если > а , то в эмали возникают растягивающие напряжения, а при < м — сжимающие. Ввиду того что эмаль хрупка и плохо сопротивляется действию растягивающих напряжений и значительно лучше сжимающим, то стремятся приготавливать эмаль с коэффициентом термического расширения немного меньше, чем металла. Эта допустимая разница (Аа) устанавливается Эмпирически, она компенсируется эластичностью эмали и прочностью ее сцепления с металлом. Но для чугуна, который в процессе нагрева обычно подвергается необратимым объемным изменениям, эта величина не может служить надежным критерием оценки термической устойчивости эмалевого покрытия, так как кривые зависимости расширения и сжатия от температуры для чугуна не совпадают. [c.19]

Допускаемую величину касательного напряжения при чистом сдвиге можно было бы определить таким же путем, как и при линейном растяжении и сжатии, т. е. экспериментально установить величину опасного напряжения (при текучести или при разрушении материала) и, разделив последнее на тот или иной коэффициент запаса прочности, найти допускаемое значение касательного напряжения. Однако этому на практике мешают некоторые обстоятельства. Деформацию чистого сдвига в лабораторных условиях создать очень трудно — работа болтов и заклепочных соединений осложняется наличием нормальных напряжений при кручении сплошных стержней круглого или иных сечений напряженное состояние неоднородно в объеме всего стержня, к тому же при пластической деформации, предшествующей разрушению, про 1сходнт перераспределение напряжений, что затрудняет определение величины опасного напряжения при испытаниях на кручение тонкостенных стержней легко может произойти потеря устойчивости стенки стержня. В связи с этим допускаемые напряжения при чистом сдвиге и кручении назначаются на основании той или иной теории прочности в зависимости от величины устанавливаемых более надежно допускаемых напряжений на растяжение. [c.145]

Далее, выразим коэффициент < о через известные зависимые величины Оа и 1п для гладкого (образца. Найдено, что зависимость от числа циклов >6 о л ее удобна для расчетов, поско л ьку она обеспечивает надежный контроль величины коэффициента в случае предельной выносливости. Исследование опубликованных результатов, касающихся усталостной прочности гладких и надрезанных образцов, показывает,. что удовлетворительное совпадение с экапериментами достигается, если представить коэффициент чувствительности к концентрации в форме [c.188]

Типы резьб и области их применения. В зависимости от назначения различают 1) крепежные резьбы, предназначенные для соединения деталей резьбы должны иметь повышенную прочность, высокую надежность и значительный коэффициент трения 2) крепежно-уплогняющие резьбы, предназначенные одновре- [c.162]

Номер профиля ходового пути, обусловливающий толщину ездовой полки, определяют по максимальной расчетной нагрузке на каретку в зависимости от несущей способности ездовой полки пути. Следовательно, для каждого заданного профиля пути можно установить предельные нагрузки на каретку по прочности ездовой полки (см. ниже). При выбранном профиле расчет ходового пути сводится к определению максимального допускаемого расстояния между креплениями различных участков пути конвейера, т. е. свободного пролета балки пути. Пролет балки пути определяют из расчета на прочность от поперечного и местного изгиба, деформацию прогиба и устойчивость. При расчете на прочность следует учитывать, что при работе конвейера возможен значительный износ ездовых поверхностей путевой балки. Для надежной работы конвейера требуется повышенная жесткость ходового пути, особенно на участках, примыкающих к поворотным устройствам. Поэтому для балок из стали СтЗ рекомендуется принимать допускаемое напряжение на изгиб (поперечный и местный) Оп.д 1200 кгс/см , допускаемый прогиб fmax = 1/500 длины пролета коэффициент запаса по устойчивости % = 1,7 -h 2,0. Для стали 14Г2 можно принять Оп.д = 1400 к,гс/см . [c.101]

Дизели типа ДЮО. Наиболее характерными повреждениями коленчатых валов являются образование трещин, поломка валов и предельная овальность щеек. На основании исследований, проведенных в ЦНИИ МПС, установлено, что причиной образования трещин и поломки чугунных коленчатых валов является недостаточный запас прочности, который определяется коэффициентом запаса прочности, устанавливаемым экспериментальным путем, в зависимости от условий работы детали. Как показали расчеты, для надежной работы коленчатых валов с учетом существующих эксплуатационных условий и установленных норм на величину ступенчатости износа шеек валов и вкладышей подшипников, а также проседания опор , минимальное значение коэффициента запаса прочности не должно снижаться менее [c.132]

Предложенный эксплуатационный коэффициент запаса прочности проводов, учитывая особенности расчета воздушных линий, в наибольшей степени характеризует надежность работы проводов в эксплуатации. При проектировании воздушных линий в том или ином районе всегда можно оценить вероятную интенсивность гололедообразований. Вести расчет проводов и тросов на редко наблюдаемые нагрузки невозможно по экономическим соображениям. Стоимость линий была бы очень высокой, расход металла и древесины был бы очень большим. В то же время безусловно нужно знать способность воздушной линии, рассчитанной на некоторые условные преуменьшенные нагрузки, выдержать без поломок относительно редкие нагрузки, превосходящие расчетные. При редко наблюдаемых нагрузках можно допустить большие напряжения материалов проводов и тросов, вплоть до напряжений, превосходящих предел упругости, т. е. идя сознательно на остаточную вытяжку провода и соответствующее увеличение стрел провеса провода. В зависимости от условий работы воздушной линии эти увеличенные стрелы провеса можно учитывать или не учитывать при определении высоты опор. [c.130]

Достоинствами соединения деталей с натягом являются способность передавать боль-щие по величине и ударные по характеру нагрузки простота конструквд1и, не требующей специальных крепежных деталей обеспечение хорошего центрирования. К недостаткам относятся сложность сборки и особенно разборки уменьшение прочности соединения при разборках и повторных сборках зависимость нагрузочной способности (надежности) соединения от величины натяга, коэффициента трения и рабочих температур, которые могут гоменяться в широких пределах. [c.224]

Для получения достоверных сведений по усталостной прочности титановых сплавов конкретной структуры не(обходима количественная оценка разброса результатов циклических испытаний. При этом предел выносливости определяют с заданной вероятностью неразрушения, т.е. оценивают его надежность. Уже первьге статистические обработки результатов усталостных испытаний титановых сплавов показали высокие значения коэффициента вариации условного предела выносливости [96— 98]. Учитывая большой разброс, наиболее правильно для анализа усталостных свойств титановых сплавов применять методы математической статистики и теории вероятности. Для этого строят полные вероятностные диаграммы, например по системе, предложенной Институтом машиностроения АН СССР [99, 100]. Эта система основана ра разделении процесса усталостного разрушения на две стадии до появления макротрещины и развитие трещины до разделения образца на части. При анализе предела выносливости гладких образцов это разделение не имеет принципиального значения, так как долговечность до появления трещины Л/ и общая долговечность до разрушения образца Л/р близки. Часто Jртя построения полных вероятностных диаграмм усталости за основу берут наиболее простой метод, предложенный В. Вейбуллом [ 101 102, с. 58 — 64]. Для построения полной вероятностной кривой необходимо испытать достаточно большие партии образцов (30—70 шт.) на нескольких уровнях амплитуды напряжений, которые должны быть выше предела выносливости (см., например, рис. 92). На каждом из этих уровней по гистограмме определяют вероятность разрушения при данной амплитуде напряжений. Далее ст ят кривую Веллера по средним значениям долговечности. По гистограммам строят кривые равной вероятности в тех же координатах (а — 1дЛ/). Затем строят семейство кривых, определяющих не только зависимость долговечности от амплитуды напряжений, но и вероятности разрушения от заданных амплитуды напряженйй и долговечности. Далее, принимая математическую форму распределения вероятности, на данном уровне напряжений можно строить кривые зависимости либо от амплитуды напряжений при заданной базе испытаний Л/, [c.141]

МИ <тдоп при расчете на статическую прочность. Зависимость Одоп от требуемого ресурса, построенная для нижней обшивки крыла из материала типа Д16Т при коэффициенте надежности, равном Т1=3 (отношение средней долговечности к требуемому ресурсу), приведена на рис. 4.2.1 [1]. [c.411]

Надежность определения срока безаварийной работы элементов энергоустановок, изготовляемых из жаропрочных материалов, зависит, в первую очередь, от достоверности оценок характеристик прочности и пластичности в условиях ползучести. Точность прогноза обеспечивают объемом экспериментальных данных (числом испытанных образцов, максимальной продолжительностью отдельных испытаний и диапазоном температур и силовых нагрузок). С увеличением времени до разрушения (уменьшением напряжения) при постоянной температуре возможно изменение механизмов процесса ползучести и, как следствие, изменение коэффициентов в уравнениях температурно-силовой зависимости прочности. Поэтому при решении задач о прогнозировании характеристик жаропрочности на большие сроки службы необходимо особо тщательно составлять программу. эксперимента и проводить отбор результатов испытаний так, чтобы в них была отражена роль процессов, определяющих поведение материалов при рабочей температуре и длительной эксплуатации. В некотором температурном интервале возможен эквивалент между температурой и временем повышением температуры достигается ускорение развития идентичных изменений структурного состояния и ведущих механизмой ползучести. В этом состоит суть методов прогнозирования характе- [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...