Прочностной анализ

Различные виды анализа, выполняемые в программных системах первой, второй и третьей групп, основаны на классических инженерных подходах к разработке математических моделей поведения изделия при различных воздействиях. В конечно-элементной постановке задачи моделирования исследуемая область предварительно разбивается на ограниченное множество конечных элементов, связанных между собой конечным числом узлов. Искомыми переменными уравнений математических моделей являются перемещения, повороты, температура, давление, скорость, потенциалы электрических или магнитных полей. Эти переменные определяют степени свободы узлов. Их конкретное содержание зависит от типа (физической природы) элемента, который связан с данным узлом. Например в задачах прочностного анализа для каждого элемента с учетом степеней свободы его узлов могут быть сформированы матрицы масс, жесткости (или теплопроводности) и сопротивления (или удельной теплоемкости). Множество степеней свободы, определяющих состояние всей системы в данный мо- [c.58]

Геометрические характеристики конструкции, оборудования и места установки силовых элементов представляются в виде массивов координат точек контуров этих объектов и используются, во-первых, для решения задачи оценки доступа оборудования в зону выполнения соединения, а во-вторых, для прочностного анализа технологического процесса выполнения соединений. [c.399]

Фиг. 20. К силовому и прочностному анализу фермы а — схема фермы б — силовой многоугольник для фермы с шарнирными узлами в — план упругих перемещений центра узла 12 при совместной деформации стержней фермы с жесткими узлами 01 и 02.

В последние годы широко применяются в машиностроении также и керамические материалы. Основными весьма ценными свойствами керамических материалов являются их высокое электросопротивление, а также их высокая химическая стойкость последнее качество позволяет применять керамические материалы в химическом машиностроении, например, при изготовлении деталей насосов для перекачки кислот, растворов солей, щелочей и т. п. Решающее влияние на ряд показателей оказывает не только выбор вида материала, но и его профиля, так как этим достигается наибольшая прочность конструкции при минимальном ее весе (или при минимальном расходе металла). Так, например, сравнительный прочностной анализ сечения трубчатой, коробчатой и двутавровой форм показывает, что при равной толщине стенок и одинаковом весе они резко отличаются по прочности на изгиб и кручение. При сопоставимых результатах испытаний образец двутаврового сечения обнаружил примерно в 1,5 раза большую прочность при изгибе, чем образец трубчатого сечения, а последний примерно в 12 раз превосходит двутавровый образец по прочности при кручении (табл. 102). [c.407]

Конкретный вид нагрузок зависит от вида проводимого анализа (например, приложенная в точке нагрузка может быть сосредоточенной силой при прочностном анализе или тепловым потоком при расчете теплопередачи). [c.93]

I запуска процесса прочностного анализа необходимо определить матери-детали (механические свойства), нафузки на деталь и офаничения. [c.249]

К настоящему времени работы, в которых прочностный анализ основан на предположении о наличии в твердых телах (или горных породах) соответствующим образом распределенных дефектов, уже получили значительное развитие [5, 26, 40, 41, 76, 121, 157, 159, 223]. [c.35]

Прочностной анализ проводится на основе расчетов напряженно-деформированного состояния трубопровода с помощью метода конечных элементов. [c.222]

Прочностной анализ включает следующие основные этапы расчет НДС участков магистрального нефтегазопровода по балочно-конечно-элементным моделям с учетом всех силовых факторов, действующих в процессе эксплуатации [c.222]

По действующей технологии они должны быть отремонтированы. Наибольший объем контроля пришелся на сварные швы трубопроводов из нержавеющей стали Ду 300. По результатам контроля 490 швов и прочностного анализа 425 швов возвращены в эксплуатацию без ремонта и только 65 отправлено в ремонт. [c.19]

Материалы тел обладают таким многообразием свойств, что учет их всех приведет либо к чрезмерно громоздким расчетным формулам, либо к невозможности применения аппарата математического анализа в прочностных расчетах. Поэтому, оценивая свойства материала по степени влияния их на прочность, жесткость и устойчивость системы, наделяют его только основными, отбрасывая второстепенные при данных условиях. Подчеркиваем, что свойства второстепенные при данных условиях с их изменением могут стать основными. [c.9]

Анализ приведенных выше данных показывает, что степень пластической деформации при ТМО оказывает решающее влияние на уровень получаемых механических свойств. В большинстве случаев прочностные характеристики сталей, обработанных с помощью ТМО, монотонно возрастают с ростом обжатия заготовок, при этом одновременно увеличивается пластичность стали. [c.69]

Отдельные контрольные испытания на надежность непосредственно в цехах завода-изготовителя могут осуществляться и для более сложных узлов и агрегатов-двигателей, коробок передач и редукторов, гидросистем и др. (см. гл. 11). Следует обратить внимание на необходимость тщательного анализа не только результативности, но и последствий контроля для особо ответственных деталей в случае, когда производится контроль надежности для каждого экземпляра и этот экземпляр поступает в эксплуатацию. Можно привести немало примеров, когда контрольно-испытательные воздействия на изделие ухудшают его характеристики качества. Например, резервуары и емкости (баки), в которых должна помещаться жидкость (например, горючее), испытываются при давлениях, больших, чем рабочее. При этом, чем выше требования к емкости, тем давление при испытании больше превосходит рабочее, чтобы была гарантия его надежной работы при эксплуатации. Однако в этом случае силовые воздействия при контрольном испытании могут настолько повлиять на прочностные характеристики, что сделают изделие менее надежным в работе — будут способствовать более быстрому его разрушению. Другой пример — контроль прецизионных деталей с высокими требованиями к качеству поверхности, например, гидравлического золотника 14-го класса шероховатости. При измерении ножка индикаторного прибора оставляет след даже на закаленной поверхности, что сказывается на эксплуатационных показателях изделия. Здесь допустим лишь бесконтактный метод контроля. [c.455]

Метод газофазного осаждения углерода,. как показывает анализ данных табл. 6.6—6.10, позволяет получать материалы с более высокими показателями прочностных свойств и жесткости при сдвиге по сравнению с другими методами. Однако для повышения значений модулей упругости более предпочтительны другие методы (см. табл. 6.6), что подтверждают [c.179]

В работе [25] на основании результатов проведенных исследований для анализа воздействия покрытий на прочностные свойства основы предложено разбить их на две группы. В первую включены покрытия в виде слоев (пленок), нанесенных гальваническим способом, вакуумным или плазменным напылением, в этом случае между покрытием и основным металлом не образуются промежуточные слои. Вторую группу составляют диффузионные покрытия, состоящие из твердых растворов или соединений. [c.21]

ANSYS/Stru tural - прочностной анализ проектируемого изделия с учетом геометрических и физических нелинейностей, нелинейного поведения конечных элементов и потери устойчивости [c.54]

Если действие сил инерции или процессы рассеяния энергии пренебрежимо малы и не оказьшают существенного влияния на поведение изделия, то задача может быть сформулирована в виде статического прочностного анализа. Такой тип анализа наиболее часто используется, например, для определения концентрации напряжений в галтелях конструктивных элементов или для расчета температурных напряжений, для определения перемещений, напряжений, деформаций и усилий, которые возникают в изделии в результате приложения механических сил. [c.59]

Для описания свойств материала изделия используются параметры, необходимые для выполнения требуемого вида анализа. Так, в прочностном анализе учитываются модуль упругости (модуль Юнга), коэффициент теплового расщирения при заданной температуре, коэффициент Пуассона, плотность, коэффициент трения, модуль сдвига, коэффшщент внутреннего трения. Для проведения теплового анализа следует задать удельную теплоемкость, энтальпию, коэффициент теплопроводности, коэффициент конвективной теплоотдачи поверхности, степень черноты и т.д. Необходимые параметры материалов содержатся в соответствующих библиотеках. Свойства могут быть постоянными, нелинейными или зависеть от температуры. Списки существующих материалов в базе данных могут быть дополнены новыми материалами. [c.71]

Таким образом, анизотропия механических свойств стальных листов, вызывающая склонность к слоистому растрескиванию во время сварки конструкции, может приводить к снижению сопротивления конструкции усталостному разрушению. Проведенные исследования показали, что слоистое растрескивание — это не только сварочная технологическая проблема, но и явление, ока.чывающее влияние на безопасность конструкции, которое следует учитывать в прочностном анализе при проектировании конструкции заданной долговечности. [c.270]

С этой точки зрения правильный выбор профиля материала имеет решаю-ш,ее значение, так как этим достигается наибольшая прочность конструкции при минимальное ее весе (или при минимальном расходе металла). Так, например, сравнительный прочностной анализ сечения трубчатой, коробчатой и двутавровой форм показывает, что при равной толшпне стенок и одинаковом весе они резко отличаются по прочности на изгиб и кручение. При сопоставимых результатах испытаний образец двутаврового сечения обнаружил примерно в 1,5 раза большую прочность при изгибе, чем образец трубчатого сечения, а последний в 12 раз превосходит двутавровый образец по прочности при кручении (табл. 88). [c.329]

Десятая глава посвящена проблеме изучения и использования условий устойчивого закритического деформирования материалов в элементах конструкций. Рассмотрены наиболее простые деформируемые тела, допускающие аналитическое решение нелинейной краевой задачи. Полученные решения, иллюстрируя закономерности изучаемого механического явления, являются, кроме того, элементами методического обеспечения некоторых зкспериментальных исследований. Показано, что обеспечение условий равновесного накопления повреждений на закритической стадии деформирования является способом использования резервов несущей способности, которые могут быть весьма значительными, и целью оптимального проектирования конструкций на базе соответствующего развития численных методов решения кргъевых задач механики. Рассмотрен вопрос оценки устойчивости накопления повреждений на закритической стадии деформирования при решении краевых задач методом конечных элементов. Приведены аналитические и численные решения краевых задач, иллюстрирующие процессы развития зон разупрочнения в деформируемых телах. Обсуждается методология прочностного анализа на основе понятия "катастрофичность разрушения . [c.13]

В каком случае размер задачи (число степеней свободы) максимальный (см. денные схемы) а) задача теплопроводности б) частотный анализ конструкции (пло-задача) в) прочиостиой анализ (трехмерная задача) г) прочностной анализ (оболо--.элементы) [c.77]

Для указания допустимых пределов изменения степеней свободы в узлах модели к, тут использоваться заданные условия-ограничения. Напрнмер, в соответствии с требо ниями прочностного анализа могут быть ограничены повороты и смещения узлов на крепленном крае модели. [c.94]

В теории надежности отмечается два основных подхода формирования моделей - полуэмпирический (феноменологический) и структурный. Феноменологический подход основан на обобщении результатов наблюдений и экспериментов, выявлении основных статистических закономерностей и прогнозировании функционирования технических систем. Среди этого класса моделей приведены многостадийная модель накопления повреждений, теория замедленного разрушения, статистическая модель разрушения и др. Структурный подход предусматривает прежде всего исследование структурных особенностей рассматриваемого объекта (например, при анализе прочностных свойств металлических деталей необходимо учитывачь структуру металла и связанных с ней дефектов - микро фещин, дислокаций, конфигурации и положения границ зерен и г.д.). Ко второму классу можно отнести моде ш хрупкого разрушения, пластического разрушения, так называемую объединенную структурную модель, причем автором особо подчеркивается перспективность дальнейшего развития структурного моделирования. [c.128]

Более подробно следует остановиться на значениях прочностных характеристик, которые в дальнейшем будут фигурировать в зависимостях для расчета статической прочности механически неоднородных соединений. Ранее, в работе /9/, для бездефектных соединений с мягкими прослойками нами была принята на основе многочисленных зкспериментальнььх данных идеально-жестко-пластическая диаграмма мягкого металла М. При этом, в расчетных формулах данную диаграмму в условиях общей текучести аппроксимировали на уровне значений временного сопротивления металла М (ст ). Для соединений с плоскостными дефектами такой подход применим не всегда. Последнее связано с ростом вблизи вершины дефекта показателя напряженного состояния П = Oq/T (здесь Од — гидростатическое давление, Т— интенсивность касательных напряжений, которая равна пределу текучести мягкого или /с твердого металлов при чистом сдвиге). Предельную (предшествующую разрушению) интенсивность пластических деформаций можно определить из диаграмм пластичности, отражающих связь предельной степени деформации сдвига Лр с показателем напрязкенного состояния П для конкретных материалов сварных соединений /9, 24/. Для этого необходимо знать показатель напряженного состояния П, величина которого зависит только от геометрических характеристик сварного соединения, степени его механической неоднородности и размеров дефекта П = (as, 1/В, f )Honpe-деляется из теоретического анализа. Определив значение предельной интенсивности пластических деформаций, по реальной диаграмме деформирования рассматриваемого металла СТ, =/(Е ) находим величину интенсивности напряжений в пластической области. Интервалы изменения а следующие Q.J, < а . Для плоской деформации та -кая подстановка в получаемые формулы означает замену временного сопротивления на данную величину. [c.50]

Известно, что прочностные свойства металлов зависят не только от параметров структур .1, но также от характера и взаимодействия дефектов различного рода, в первую очередь дислокаций. В основу рентгеновского анализа дислокационной структуры было положено описание дискретно блочного строения и деформаций кристаллической решетки в микрообъемах в дислокационных терминах как неоднородное распределение плотности дислокаций. Следовательно, блоки мозаики можно представить в виде периодической сетки дислокаций со средней длиной волны D. Такое представление имеет физические обоснование, поскол1)Ку границы блоков мозаики содержат дефектные участки недостроенных и деформированных кристаллитов. При оценке плотности дислокаций внутри блоков микродеформации е можно связывать с полем напряжений, создаваемых наличием рассматриваемой неоднородности. Таким образом, определенные при анализе профиля рентгеновских линий параметры О и е позволяют в некотором приближении оценить характер распределения и плотность дислокаций. [c.173]

В постановке задачи прочностного динамического анализа учитывается возмущающее воздействие, которое является функцией времевш. Можно принимать во внимание рассеяние энергии, инерционные эффекты и переменные во времени нагрузки. Примерами таких нагрузок являются [c.59]

В XVIII в. на основе анализа предшествующего опыта и догадок стала зарождаться научная теория, объясняющая причины поломок изделий и показывающая способы улучшения качества металла. Создатели подлинно научной теории впервые начали увязывать качество металла, его прочностные свойства с особенностями его строения. Такой подход в настоящее время является единственно правильным. [c.5]

Наибольший практический интерес представляет анализ той части зависимости л = /(р), где величина п возрастает с увеличением плотности дислокаций, т. е. с ростом степени наклепа. В этом случае величина (Змех, определенная по формуле (10), также должна увеличиваться и прочностные свойства металла должны возрастать. Однако необходимо учитывать, что искусственное увеличение плотности дислокаций (предварительный наклеп) влияет на энергоемкость металла так же, как повышение исходной температуры Т , в связи [c.23]

Особенности структурных свойств композиционных материалов на основе углеродных и борных волокон с традиционными схемами армирования исследованы в работах [20, 25, 33, 59, 70]. Анализ и сопоставление полученных данных по угле- и боро-пластикам с аналогичными данными типичных стеклопластиков [39, 71] свидетельствуют о том, что использование высокомодульных волокон при традиционных схемах армирования способствует лишь резкому увеличению жесткости материала в направлениях армирования при этом заметного возрастания других упругих и прочностных характеристик не происходит. Главной отличительной особенностью высокомодульных композиционных материалов является большая по сравнению со стеклопластиками анизотропия упругих свойств [25]. Для углепластиков увеличение анизотропии упругих свойств обусловлено также анизотропией самих армирующих волокон. Существенных различий по прочностной анизотропии между стеклопластиками и высокомодульными материалами нет, но абсолютные значения межслойной сдвиговой прочности и прочности на отрыв в трансверсальном направлении однонаправленных и ортогонально-армированных углепластиков в 1,5—3 раза ниже аналогичных характеристик стеклопластиков. [c.7]

Прочность при одноосном нагружении. Представление о прочностных свойствах материалов, образованных системой трех нитей, можно получить из опытных данных, приведенных в табл. 5.11. Данные получены на двух типах трехмерноармированных стеклопластиков, изготовленных на основе алюмоборосиликатных волокон. Анализ представленных данных свидетельствует о существенных различиях в значениях прочностей при растяжении в направлениях армирования по сравнению с прочностью при изгибе или сжатии этих матери- [c.154]

Упругие и прочностные свойства композиционных материалов, армированных вискеризованными волокнами, определяются не только основной арматурой и матрицей, но и свойствами, объемным содер.жанием и упаковкой нитевидных кристаллов. Влияние последних на изменение свойств материалов, зависящих в основном от жесткости и прочности модифицированной матрицы, является доминирующим. Это следует из анализа экспериментальных данных, приведенных на рис. 7.8. Коэффициент вариации для Rx , йх2, превышал 10 % [c.213]

Для объяснения прочностных свойств ОЦК-металлов в интервале 0,15—0,2 Тпл (см. рис. 2.8) предлагались различные модели и механизмы, анализ которых позволяет выделить три основных фактора, реально претендующих на достаточно полное описание наблюдаемой зависимости напряжение Пайерлса — Набарро [77—80], примесное упрочнение [75, 76, 81] и термически активируемая редиссоциация винтовых дислокаций [82, 83]. Можно также рассматривать, что часто и делается в отношении металлов с другими типами решетки, температурную зависимость напряжения, необходимого для движения дислокаций со ступеньками [8], механизм пересечения дислокаций леса [8, 84] и др. Но они не согласуются с экспериментальными данными о том, что степень деформации не влияет на температурную зависимость напряжения течения [26], хотя согласно указанным механизмам [c.44]

Начальные стадии образования о -фаэы в сплавах с содержанием алюминия менее 6 % трудно выявляются методами рентгеноструктурного и эпектронографи- еского анализа. Поэтому тачное положение равновесных линий, разделяющих о -твердый раствор и область а-ьа,, до сих пор не установлено. Можно считать, что лоложение этих линий определяется лишь точностью принятого метода исследования. Судя по косвенным признакам (изменения прочностных характеристик, электросопротивления, электрохимических потенциалов ювенильных поверхностей сплавов с различным содержанием алюминия), образование а,-фазы или предвы-делений а, происходит практически при любом содержании алюминия, по крайней мере, начиная с 1 % (по массе). [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...