Долговечность законы

КОНТАКТНАЯ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ. ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ [c.363]

Проектирование механизмов представляет собой сложную комплексную проблему, решение которой может быть разбито на несколько самостоятельных этапов. Первым этапом проектирования является установление кинематической схемы механизма, которая обеспечивала бы требуемый вид и закон движения. Вторым этапом проектирования является разработка конструктивных форм механизма, обеспечивающих его прочность, долговечность, высокий коэффициент полезного действия и т. д. Третьим этапом проектирования является разработка технологических и техникоэкономических показателей проектируемого механизма, определяемых эксплуатацией в производстве, ремонтом и т. д. [c.411]

Как следует из схемы, представленной на рис. В.1, информация о НДС является ключевой для анализа прочности и долговечности элементов конструкций. Поэтому правильность оценки работоспособности той или иной конструкции в первую очередь зависит от полноты информации о ее НДС. Аналитические методы позволяют определить НДС в основном только для тел простой формы и с несложным характером нагружения. При этом реологические уравнения деформирования материала используются в упрощенном виде [124, 195, 229]. Анализ НДС реальных конструкций со сложной геометрической формой, механической разнородностью, нагружаемых по сложному термо-силовому закону, возможен только при использовании численных методов, ориентированных на современные ЭВМ. Наибольшее распространение по решению задач о НДС элементов конструкций получили следующие численные методы метод конечных разностей (МКР) [136, 138], метод граничных элементов (МГЭ) [14, 297, 406, 407] и МКЭ [32, 34, 39, 55, 142, 154, 159, 160, 186, 187, 245]. МКР позволяет анализировать НДС конструкции при сложных нагружениях. Трудности применения МКР возникают при составлении конечно-разностных соотношений в многосвязных областях при произвольном расположении аппроксимирующих узлов. Поэтому для расчета НДС в конструкциях со сложной геометрией МКР малоприменим. В отличие от МКР МГЭ позволяет проводить анализ НДС в телах сложной формы, но, к сожалению, возможности МГЭ ограничиваются простой реологией деформирования материала (в основном упругостью) [14]. При решении МГЭ упругопластических задач вычисления становятся очень громоздкими и преимущество метода — снижение мерности задачи на единицу, — практически полностью нивелируется [14]. МКЭ лишен недостатков, присущих МКР и МГЭ он универсален по отношению к геометрии исследуемой области и реологии деформирования материала. Поэтому при создании универсальных методов расчета НДС, не ориентированных на конкретный класс конструкций или вид нагружения, МКЭ обладает несомненным преимуществом по отношению как к аналитическим, так и к альтернативным численным методам. [c.11]

При разработке системы допусков для зубчатых передач зубчатое колесо необходимо рассматривать как звено механизма, погрешности которого определяют характер нарушения кинематических функций этого механизма, снижают его долговечность и т. д. Погрешность передачи в этом случае представляет собой отклонение действительного закона относительного движения колес реальной передачи от закона относительного движения колес идеально точной передачи [c.303]

Закон движения выходного звена должен быть таким, чтобы динамические усилия, возникающие при движении ведомого звена 2 (рис. 15.1), не сказались на точности воспроизведения передаточной функции и на долговечности механизма. Это требование относится к фазам удаления и возвращения выходного звена при повороте кулачка 1 соответственно на углы фу и фв. Если при его движении возникают резкие изменения скорости, соответствующие разрыву непрерывности ее функции, то ударные нагрузки в паре А кулачок — выходное звено теоретически возрастают до бесконечности, что неблагоприятно скажется на точности воспроизведения пере- [c.170]

В теории ползучести изучаются законы связи между напряжениями и деформациями и методы решения соответствующих задач. Ползучесть материалов — это свойство медленного и непрерывного роста упругопластической деформации твердого тела с течением времени под действием постоянной внешней нагрузки. Свойством ползучести в большей или меньшей мере обладают все твердые тела металлы, полимеры, керамика, бетон, битум, лед, снег, горные породы и т. д. При нормальной температуре некоторые материалы (металлы, полимеры, бетон) обладают свойством ограниченной ползучести. С ростом температуры ползучесть материалов увеличивается и их деформация становится неограниченной во времени. Особенно опасно для элементов конструкций и деталей машин проявление свойства ползучести при высоких температурах. Уже при небольших напряжениях материал перестает подчиняться закону Гука. Ползучесть наблюдается при любых напряжениях и указать какой-либо предел ползучести невозможно. В отличие от обычных расчетов на прочность, расчеты на ползучесть ставят своей целью не обеспечение абсолютной прочности, а обеспечение прочности изделия в течение определенного времени. Таким образом, при расчете изделия определяется его долговечность. [c.289]

Для оценки влияния случайных составляющих напряжений (или перемещений) на работоспособность конструкции необходимо иметь какие-то соотношения, позволяющие получить конкретные количественные неслучайные значения этих оценок (если для оценки, например, долговечности при стационарных случайных колебаниях использовать традиционный метод расчета, требующий знания экстремальных значений напряжений [15]). Таким соотношением является формула для максимального значения случайной величины, которая подчиняется нормальному закону распределения (рис. 6.9) [c.149]

Выражения (4.36) и (4.37) представляют термодинамическую (энтропийную) модель металлополимерной трибосистемы, рассматриваемой в качестве открытой термодинамической системы. Известно, что имеющиеся в арсенале конструкторов расчетные зависимости на износ н долговечность носят эмпирический характер и не учитывают действительную картину и природу изнашивания поверхностей трения. Предлагаемая же модель открывает принципиальную возможность оценить интенсивность изнашивания металлополимерной пары трения на этапе проектирования машины на основе закономерностей физико-хи-мических процессов в зоне трения и физических свойств изнашиваемого материала. Для этого необходимо записать уравнения потоков энергии и вещества для каждого слагаемого подынтегрального выражения согласно физическому закону соответствующего эффекта (теплового, электрического, диффузионного) и решить эти уравнения при соответствующих начальных и граничных условиях, а также, используя выражение (4,32), определить А. для выбранного композиционного материала, Однако задача получения аналитического выражения для соответствующих эффектов требует проведения сложных теоретических и экспериментальных исследований и составляет одну из актуальных задач трибологии на ближайшие десятилетия. [c.121]

Часто для оценки надежности по полноценной информации подбирают теоретический закон, который описывает распределение сроков службы в пределах О < < Гр, а параметры закона учитывают и наличие изделий с более высокой долговечностью. [c.222]

Формирование структуры ремонтного цикла. Структура ремонтного цикла, т. е. число периодических ремонтов в цикле, их вид и чередование для разных типов машин могут быть различными. Однако формирование структуры ремонтного цикла происходит по общим законам и отражает связь показателей надежности всей машины с потенциальной долговечностью ее узлов и элементов. [c.537]

Определением приведенных критериев и их сравнительной оценкой с допускаемыми величинами обеспечивается надежность изделий в заданных условиях эксплуатации в течение гарантированного срока службы. Надежность и долговечность зависят как от качества изготовления изделий, так и от умения (мастерства) использования техники в эксплуатации. В течение срока службы надежность монотонно (по нормальному или другим законам) снижается. Восстановление и обеспечение заданной вероятности безотказной работы достигаются периодическими ремонтами и хорошим уходом за машинами, механизмами, приборами и другими устройствами. [c.239]

Распределения циклической долговечности х = 1дЛ/,-, показанное на рис. 91, свидетельствует о близком к нормальному распределению 1дЛ/,-и о существовании при малых долговечностях "порога чувствительности по циклам" Л/д титана по мере уменьшения вероятности разрушения Я экспериментальные точки отклоняются от прямой и располагаются на некоторой кривой, приближающейся к вертикали. Согласно методике, принятой для определения величины порога чувствительности, можно принять для данного случая N = 2-10 . При числе циклов менее вероятность поломки ничтожно Мала и ее следует считать невозможной. Закон распределения величины = 1д(Л// —Л/ ) описывается нормальной функцией гораздо лучше, чем х = gN . [c.139]

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]

Выполненный анализ статистических данных по разрушению дисков компрессоров из титановых сплавов показал, что распределение их долговечности может иметь три максимума по числу возникающих случаев при возрастающей наработке (см. предыдущую главу). Первый максимум определяют вносимые в материал дефекты при изготовлении дисков, второй — специфическое поведение материала дисков, обладающего чувствительностью к условиям нагружения дисков в эксплуатации, третий — собственно исчерпание долговечности дисков, которую они могут реализовать в нормальных условиях эксплуатации. Таким образом, статистически однородные процессы накопления повреждений в элементах авиационных конструкций, повторяющиеся от полета к полету, могут быть охарактеризованы устойчивыми законами распределения повреждений (трещин). Причем число максимумов случаев будет зависеть от числа причин, по которым реализуется накопление повреждений в отдельных группах однотипных элементов конструкций. Отсутствие же статистически отчетливой картины распределения долговеч- [c.567]

Такой же вывод следует и из анализа распределения случаев возникновения трещин в лопатках по наработке. Наибольшее число случаев удовлетворяет нормальному закону распределения, но лопатки, наработка которых превышает 60 % от назначенного им ресурса, явно выходят за рамки распределения по наработке остальных лопаток. Имеет место только два случая разрушения лопаток (из 48 всех случаев возникновения трещин), когда их наработка существенно превысила наработку всех остальных лопаток — 12006 и не менее 14676 ч. Такая ситуация не может быть отнесена к особенностям повреждения материала лопаток. В лопатке с максимальной наработкой не было выявлено признаков нерекристаллизованных зерен, поэтому возникновение в ней первоначальной межзеренной трещины из-за длительного статического разрушения обусловлено естественной утратой лопаткой своего ресурса. Поэтому две лопатки с максимальной наработкой в эксплуатации, существенно отличающихся от всех остальных лопаток, следует относить к другому распределению. Они характеризуют рассеяние непосредственно лопаток без повреждений в тех условиях эксплуатации, в которых начинается исчерпание долговечности лопаток по критерию длительной статической прочности. Это подтверждается и сечением разрушения последней лопатки с максимальной наработкой. Расстояние от основания лопатки до плоскости разрушения составило 148 мм, что находится в середине диапазона (121 177)/2 = 149 мм для всех лопаток с трещинами. [c.618]

По имевшим место к моменту исследования случаям обнаружения трещин на верхних поясах шпангоута № 18 хвостовых балок вертолетов Ми-6 была выполнена вероятностная оценка величины наработки, до которой появление подобных трещин на других вертолетах маловероятно [17]. Начиная с этой наработки, необходимо было вводить контроль стыка по шпангоуту № 18 в процессе ремонта для выявления в нем трещин. Оценка нижней границы разброса наработок при достижении предельного состояния стыка по шпангоуту № 18 проведена по методике, в которой использованы представления о линейном накоплении усталостных повреждений, логарифмически нормальном законе распределения усталостной долговечности [18], а кинетика развития усталостных трещин рассмотрена как линейная зависимость прироста усталостных трещин за полет по ее длине [19]. В результате было получено, что до наработки 10000 ч вероятность появления указанных трещин не превышает 5 %. [c.729]

Построение кривых распределения долговечности (Р — М) производится на вероятностной бумаге, соответствующей логарифмически нормальному закону распределения. По оси абсцисс откладываются значения долговечности образцов N, а по оси ординат — значения вероятности разрушения образцов (накопленные частоты), вычисленные по формулам P=(i—Q )Jn при rt20, [c.57]

Кривые 1—4 имеют ярко выраженный экстремум при (=1,23. При оценке долговечности конструкции, проводимой по линейному закону суммирования усталостных повреждений, необходимо учитывать связь величины а со статистическим распределением нагру- [c.177]

Рассмотрим применяемую для обработки экспериментальных данных регрессионную модель (уравнение долговечности) в общем виде у =/ х) + 5, где X принимает фиксированные значения Х2,..., х, -, д — ошибка функция /линейна относительно неизвестных параметров. Предполагаем, что в разных опытах I j, ошибки и Sj независимы и подчиняются одному и тому же нормальному закону с нулевым средним и дисперсией Д/< шЛ (0, )). [c.153]

Ниже приводится методика расчета определения долговечности и прочности труб для случая, когда давление в трубопроводе уменьшается по линейному закону. [c.244]

Запас ПО долговечности при нелинейном законе суммирования долей повреждений рассчитывают по зависимости [c.173]

Существенными являются экспериментальное обоснование параметров исходной (гипотетической) кривой усталости и закон распределения Ig iV и Ig ц 1. Анализ многочисленных экспериментальных данных сопротивления усталости различных материалов при нормальной и повышенных температурах позволил установить следующие особенности кривых усталости, рассеяния долговечностей и предела выносливости. [c.62]

Надежность и долговечность кулачковых механизмов определяется долговечностью элементов высшей пары, т. е. их поверхностной прочностью. Поэтому при проектировании этих механизмов наряду с кинематическими требованиями, предъявляемыми к механизму, необходимо учитывать законы передачи сил с тем, чтобы получить наиболее рациональную конструкцию механизма, работающую с наиболее высоким коэффициентом полезного действия. [c.137]

К д — коэффициент долговечности К — /Сд,) коэффициент переменности нагрузки — TJTyNJN) для типовых законов [c.90]

Закончить рассмотрение вопроса о пределе выносливости надо указанием, что его значение практически не зависит от закона изменения напряжений (хотя обычно п])инимаем синусоидальный или близкий к нему закон) и от частоты циклов. Может быть, полезно упомянуть о значительном влиянии частоты циклов на предел выносливости органических материалов, так как при изучении деталей машин эту особенность придется учитывать в связи с вопросом о долговечности ременных передач. [c.176]

Установлено, что функция распределения долговечности под-, шипников описывается двухпараметрическим законом Зейбулла с параметрами формы и масштаба, равными соответственно 1,4 и 7433 суток, при коэффициенте вариации С, 723. Уровень значимости при проверке по критериям согласия 0 и составил 0,2. [c.21]

Трудность изучения усталостных кривых состоит в чрезвычайно большом разбросе циклической долговечности, затрудняющем четкое выявление хода кривой, поэтому для детального изучения ее характера наиболее правильно сделать статистический анализ экспериментальных данных. Авторам работы [99] был изучен закон распределения циклической долговечности на заданных уровнях амплитуды напряжений. На достаточно большом количестве экспериментального материала было показано существование логарифмически нормального закона распределения значений долговечности титановых сллавов при заданных циклических напряжениях, составляющих 1,1—1,5 от установленного предела выносливости на базе 10-10 —10-10 цикл. [c.138]

На практике (см. главу 1) закон накопления усталостных повреждений рассматривают на основе линейной гипотезы Пальмгрена-Майнера [96, 97] и в области малоцикловой усталости описывают связь между уровнем деформации и числом циклов до разрушения по соотношению Коффи-на-Мэнсона [85, 86]. Допущение о линейном накоплении повреждений тем достовернее, чем ближе развитие разрушения к области малоцикловой усталости, когда большая часть долговечности приходится на период роста усталостной трещины [90, 98-101]. [c.244]

Рассеяние усталостной долговечности элементов авиационных конструкций в случае естественного процесса накопления повреждений при циклическом приложешги нагрузки имеет закон распределения возникающих трещин от числа циклов нагружения, близкий к нормальному закону. Под единичным циклом нагружения понимается совокупность действующих нагрузок за полет или цикл запуска и остановки двигателя. Поэтому цикл нагружения представляет собой блок переменных нагрузок разной амплитуды и среднего уровня. [c.566]

Существенного сокращения длительности испытания можно достичь, используя симметрир(1ваиие закона распределения логарифмов долговечности на соответствующих уровнях [179], При таком подходе весь испытуемый материал (имеются в виду испытания последовательно-параллельным методом арматуры в многообразцовой установке), заправленный в установку, рассматривается как единый пруток, мысленно разделенный на образцы определенной длины. Испытания ведут до тех пор, пока не произойдут разрушения на участках прутка, число которых больше чем половина выделенных. Последнее наибольшее значение (или среднее из двух последних) принимается за медианное на данном уровне напряжений. Поскольку для симметричного распределения медиана совпадает с математическим ожиданием, вторая, верхняя, половина кривой распределения долговечностей строится путем симметричного переноса значений, полученных для первой, нижней, половины. Массив всех значений долговечности (экспериментальных и симметрированных) статистически обрабатывается, в результате чего определяется значение ограниченного предела усталости с заданной степенью вероятности. [c.117]

После получения предварительных результатов Шрейдер и Блок DIO] исследовали всю поверхность, покрытую аппретом, используя радиоактивный АПС, что позволило непосредственно определить количество АПС на блоках до их склеивания. Установлено, что долговечность адгезионных соединений не зависит от присутствия в неоднородной пленке аппрета фракции 1 (физически адсорбированного продукта гидролиза, удаляемого холодной водой). Слишком большой избыток этой фракции иногда вызывает ослабление адгезионной связи. Максимальная долговечность соединений наблюдается в присутствии наибольшего количества фракций 2 и 3 (хемосорбированного полимерного АПС). При извлечении фракции 2 из пленки аппрета путем экстрагирования кипящей водой до склеивания блоков долговечность адгезионного соединения уменьшается по линейному закону (рис. 8). [c.131]

По мере перехода в область существенного снижения длительной пластичности (снижение стационарного напряжения, увеличение ресурса) отмечено отклонение от закона линейного суммирования долговечности (у4<1). Установлено, что зависимость А —/(о) соответствует характеру изменения пластичности при длительном разрыве стали. Минимальная пластичность при стационарном нагружении имела место при межзеренном порообразовании, и соответственно параметр А достигал минимальных значений (А = 0,65), т.е. зарегистрировано наибольшее снижение суммарной долговечности стали 15Х1М1Ф. [c.166]

Другими словами, для соблюдения условия о р = сГср = = onst необходимо давление в трубопроводе изменять по линейному закону (348). Если принять, что А < Лопт и Б с напряжение в трубопроводе при эксплуатации будет уменьшаться, т. е. трубопровод будет иметь неограниченную долговечность. [c.245]

Критерии, основанные на характеристиках длительной статической прочности, в случаях, когда термоциклическое нагружение производят с длительными выдержками на максимальной температуре цикла, в качестве критерия прочности можно ис-лользовать характеристики длительной прочности и ползучести ([95, 100] и др.). Так, Тайра [100] предлагает сипределять долговечность при асимметричном неизотермическом цикле нагруже-ния по уравнениям ползучести, вычислив эквивалентные значения напряжения и температуры за цикл нагружения. При вычислении 0ЭКБ и экв предполагают справедливым линейный закон [c.141]

В случае нестационарного термоциклического нагружения каждый из основных режимов (рис. 91,а, б, в) имеет особенности, проявляющиеся в величине накопленного повреждения. Испытания при жестком нагружении сплава ХН56ВМКЮ по режиму, соответствующему рис. 91,а, при двух значениях показывают (табл. 20), что во всех случаях варьирования максимальной температуры повреждение оказывалось больще, чем это следует из линейного закона (5.93). Проведенные для контроля испытания при среднем значении тах=850 С показали, что при этом долговечность на 20—30% превыщает значение, определенное для режима 2. [c.160]

Учет асимметрии цикла. Как показано в предыдущих разделах, неизотермическое нагружение обусловливает различную величину повреждаемости в четном и нечетном лолуциклах, т. е. и при отсутствий дополнительной механической нагрузки термоциклическое нагружение является по существу асимметричным [24]. Влияние дополнительной статической нагрузки можно оценить, если в качестве исходной характеристики использовать сопротивление термоусталости при обычном пилообразном законе изменения температуры. Диаграмма на рис. 90,6 позволяет сделать такую оценку для трех характерных областей значений дополнительной механической нагрузки От>100 сГт<0 и От = = 07-100 МПа. Долговечность N для каждой из этих областей определяют по следующим соотношениям, вытекающим из диаграммы на рис. 90,6. [c.174]

Имеющиеся экспериментальные данные позволяют сделать вывод о том, что, по-видимому, нормальный закон распределения долговечностей справедлив и для термической усталости. На рис. 100 приведена в качестве примера кривая распределения долговечностей сплава на никелевой основе ХН56ВМКЮ, полученная при исследовании достаточно большого числа образцов. Результаты располагаются в пределах 95% доверительного интервала, а среднее квадратическое отклонение 5lg г = 0,153. [c.177]

В тех случаях, когда характер термонагружения обусловливает одновременное накопление циклического и статического повреждения, необходимо учитывать оба вида повреждений, суммируя их определенным образом. С. В. Серенсен и Д. Вуд впервые указали на нецелесообразность применения линейного закона суммирования относительных долей повреждения во временном выражении для случая изотермического нагружения. Для неизотермического термоциклического нагружения оказывается справедливым степенной закон суммирования относительных долей повреждения в виде а - -а = I, при этом коэффициенты а и р не зависят от уровня нагрузки. Кривые предельного состояния в координатах а,—имеют вид гипербол, показывающих весьма существенное взаимное влияние одного вида нагружения на другой. Расчетные уравнения, построенные на основе степенного суммирования относительных долей повреждения, позволяют определить долговечность при нагружении детали термическими циклами произвольной формы. Приведенные в гл. 7 примеры расчета иллюстрируют это обстоятельство. [c.192]

Результаты расчета долговечности при блочном и случайном нагружениях показали, что расчетные распределения логарифма долговечности в большинстве случаев не противоречат нормальному закону. Отклонения от нормального закона наблюдались при больших коэффициентах вариации действующих напряжений = 0,3) и резко отличающихся исходных дисперсиях долговечности по уровню напряжений с увеличением рассеяния действующих напряжений резко возрастает дисперсия долговечности рассеяние длительностей действия на11ряи еиий при неизменном блоке или спектре практически не влияет на распределение долговечности. [c.65]

На рис. 4 в координатах стандартное отклонение нагрузки а — время до разрушения Т приведены полученные кривые долговечности. Очевидно, нормальные процессы со спектральной плот-тгостью типа А, Б, В и БШ дают результаты, которые приблизительно ложатся на одну прямую, но белые шумы с распределениями амплитуд по нормальному Н, равномерному РАВ и закону Релея РЛ дают значительно отличающиеся долговечности. [c.327]

На рис. 3 сравниваются построенные ЭВМ с помощью единой модели (4) поля зависимости от указанных технологических факторов 0—1 на базе 10 циклов и относительных долговечностей при температуре эксплуатации 923 К и граничных значениях частот рассмотренного диапазона /. На поля нанесены найденные для частоты 3600 Гц ИС — допустимый интервал износов протяжки при скорости исходного режима (2 м/мин), УП — допустимый интервал износов протяжки при скорости исходного режима (2 м/мин),. УП — допустимый интервал износов на оптимальной скорости 3 м/мин, УП — оптимальный закон адантивного управления скоростью протягивания как функцией износа. [c.397]

Анализируется бимодальный закон распределения долговечности конструкционных материалов при действии переменных напряжений с постоянной амплитудой. Проведено сравнение расчетных и экспериментальмых зависимостей числа циклов до разрушения при сложеюм нагружении, когда напряжения с высокой частотой накладываются на циклически изменяющееся напряжение с постоянной амплитудой и заданной асимметрией циклической нагрузки. [c.423]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...