Сложный работоспособности

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]

В зависимости от назначения механизма и машины ограничивают величины возможных отклонений формы и расположения поверхностей допусками, предусмотренными соответствующими стандартами. Чем меньше допуск на обработку, тем сложнее технология и больше затраты на изготовление. В этих случаях применяют более точные и дорогостоящие оборудование и технологическую оснастку, средства контроля, более детально проводят технологическую подготовку производства, используют квалифицированную рабочую силу. Поэтому конструктор должен обоснованно выбирать конструкцию сложных кинематических пар, которые необходимы для обеспечения заданных показателей работоспособности механизма, машины или устройства. Конструкция сложных кинематических пар наряду с повышением жесткости и точности должна обеспечивать непринужденную сборку узлов и сборочных единиц и позволять механизму сохранять заданное число степеней свободы при возможных деформациях стойки, валов, осей и других деталей под действием внешних нагрузок. [c.44]

В результате совместного действия различных нагрузок сварной аппарат находится в сложном напряженно-деформированном состоянии. Величина рабочих напряжений и их распределение в конструктивных элементах аппарата в значительной мере определяют работоспособность, уровень и характер поврежденности. Особенно опасны конструкции, работающие в условиях знакопеременных нагрузок при наличии дополнительных негативных факторов, таких как, например, коррозия, температурные перепады, изменения состава сырья и т.д. [c.204]

Солнечные космические преобразователи должны обладать весьма малой массой, простотой в эксплуатации, сверхвысокой надежностью и работоспособностью в тяжелых условиях внешней среды. Поэтому их конструкция чаще всего намного сложнее, чем конструкция для наземных условий. Естественно, что для наземных солнечных установок некоторые части схемы будут отличаться от тех, которые целесообразны в условиях космоса, так как решающую роль для наземных аппаратов играют экономические факторы. [c.222]

В соответствии с перечисленными критериями работоспособности производят расчеты деталей машин, которые, основываясь на методах сопротивления материалов, часто имеют ряд особенностей. В частности, условия работы деталей машин бывают столь разнообразными и сложными, что их не всегда удается проанализировать и учесть при расчете. Поэтому в курсе деталей машин кроме расчетов по формулам сопротивления материалов применяют расчеты по приближенным формулам и эмпирическим зависимостям, полученным в результате обобщения расчета, конструирования и эксплуатации машин. [c.263]

При передаче вращающего момента в зацеплении действуют нормальная сила и сила трения Rf, связанная со скольжением (рис. 3.101). Под действием этих сил зуб находится в сложном напряженном состоянии. Решающее влияние на его работоспособность оказывают контактные напряжения а и напряжения изгиба а , изменяющиеся по некоторому прерывистому циклу. Переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев излома и выкрашивания рабочих поверхностей. Сила трения вызывает износ и заедание зубьев. [c.348]

Р1з этих выражений видно, что при параллельном соединении элементов надежность системы выше надежности составляющих элементов. При смешанном соединении элементов системы при наличии взаимного влияния отказов на надежность остающихся работоспособных элементов выражения для подсчета надежности системы будут сложнее. [c.175]

Основными критериями работоспособности валов являются прочность и жесткость. При работе валы испытывают сложную деформацию изгиба и кручения (иногда валы работают только на кручение). При работе на изгиб цикл нагрузки считают симметричным (г = an, /a ax = ) а при кручении — отнулевым (г = 0) у нереверсивных механизмов. [c.311]

Теория механизмов и машин базируется на основных положениях теоретической механики. При изучении кинематики механизмов кроме основных принципов механики (теоремы о сложении движений, сложном составном движении и др.) учитываются геометрические и кинематические факторы, характеризующие влияние формы и размеров конкретных звеньев на особенности их движения. В связи с этим в курсе рассматриваются особенности кинематики и динамики групп механизмов (зубчатых, кулачковых, фрикционных), что обеспечивает подготовку к изучению вопросов работоспособности деталей машин. [c.3]

Существенно сложнее обстоит дело, когда надо рассчитать стержень при случайных нагрузках. Случайные силы (статические или динамические), так же как и детерминистские, нагружают стержень, что приводит к случайному напряженно-деформированному состоянию, когда однозначно определить, например, напряжения нельзя. Однако ясно, что случайные напряжения, так же как и детерминистские, влияют на работоспособность стержневых элементов конструкций и это влияние необходимо уметь оценивать. В ряде случаев работоспособность конструкции может очень сильно зависеть от случайного напряженно-деформированного состояния. Например, неоднородность грунта при подъеме его со дна водоема (см. рис. 6.4) всегда будет вызывать случайные колебания трубопровода. Динамические напряжения, возникающие в трубопроводе, будут случайными (при отсутствии волнения поверхности водоема), что требует оценки долговечности трубопровода с учетом случайной составляющей напряжений. [c.149]

Механические свойства сталей и сплавов определяются их химическим составом, структурой и отсутствием или наличием различного типа дефектов. Вьппе бьши рассмотрены основные типы и виды дефектов, характерные для сварных соединений. В настоящем разделе остановимся на рассмотрении ряда особенностей, связанных с неоднородностью химического состава и структуры сварных соединений, которые определяют механические характеристики металла шва, зоны термического влияния, зоны сплавления и других локальных участков. При этом необходимо иметь в виду, что развитие дефектов происходит именно в данных участках, а работоспособность сварных соединений определяется комплексом сложных процессов, связанных с механическими характеристиками металла различных зон, геометрическими размерами последних, видом и условиями нагружения, типом дефекта и др. [c.13]

Метод циклов. Выше неоднократно использовались методы циклов (например, при втором выводе уравнения Клапейрона—Клаузиуса). Здесь, чтобы проиллюстрировать применение метода циклов в сравнительно сложных задачах, определяется потеря работоспособности при необратимом адиабатическом процессе. [c.162]

Первым является все большее усложнение современных машин, механизмов и приборов, работоспособность которых в решающей степени зависит от надежности их составных частей. Надежность современной радиоэлектронной аппаратуры и, в частности, аппаратуры средств связи определяется в значительной степени качеством элементов, число которых в сложных устройствах достигает десятков и сотен тысяч. [c.9]

Стандарты правил эксплуатации и ремонта устанавливают общие правила, обеспечивающие в заданных условиях работоспособность и безопасность изделий данной группы или данного вида и гарантирующие их эксплуатационные характеристики, В необходимых случаях в стандартах предусматриваются методы монтажа и демонтажа сложных изделий на месте эксплуатации. [c.51]

Нахождение вероятности разрушения или вероятности безотказной работы на стадии проектирования изделий представляет весьма сложную задачу. В настоящее время основным методом оценки прочностной надежности является определение запасов прочности. Пусть q — параметр работоспособности изделия (например, действующее усилие, напряжение и т. п.). [c.10]

Простота конструкции механизма является важным показателем его качества. Простая конструкция всегда работоспособнее и точнее, чем сложная, легче регулируется. [c.208]

На рис. 11.17 изображена зубчатая цепь. Такие цепи по своей работоспособности превосходят роликовые и могут работать при больших окружных скоростях и с меньшим шумом, но они сложнее в изготовлении. Подбор (расчет) цепей производят по методу сравнения с эталонной передачей. При этом исходят из так называемого полезного давления р на поверхности скольжения в шарнире. Оно представляет собой частное от деления полезного натяжения, равного номинальному окружному усилию Р, на площадь проекции опорной поверхности шарнира, на которой происходит скольжение, т. е., согласно рис. 11.16, [c.310]

Настоящая работа базируется на разработанных автором разделах теории надежности общих моделях формирования отказа и потери машиной работоспособности, методах расчета и прогнозирования параметрической надежности сложных изделий, теории расчета сопряжений и механизмов на износ, методах исследования технологической надежности оборудования, теоретических основах по формированию системы ремонта и эксплуатации машин. [c.4]

Соответственно и методы восстановления утраченной работоспособности будут различными шлифование шейки под подшипник скольжения, восстановление шлицев, правка вала, его замена при поломке. Долговечность сложного изделия должна оцениваться с учетом сроков службы (наработки) отдельных его элементов. При этом необходимо установить причины, которые определяют предельное состояние и продолжительность эксплуатации изделия. [c.23]

Процессы, снижающие работоспособность изделия. Различные виды энергии, действуя на машину, вызывают в ее узлах и деталях процессы, снижающие начальные параметры изделия. Эти процессы связаны, как правило, со сложными физико-химическими явлениями и приводят к деформации, износу, поломке, коррозии и другим видам повреждений (см. гл. 2). [c.32]

Для внезапного отказа время возникновения его является случайной величиной и подчиняется некоторому закону распределения f Т ), не зависящему от состояния изделия. Процесс протекает весьма быстро (v — оо) и поэтому функция / (Т ) определяет вероятность безотказной работы. Может быть и третий вид отказов, который включает особенности двух предыдущих (см. рис. 5, в), который будем называть сложным отказом. Здесь время возникновения отказа — случайная величина, не зависящая от состояния изделия, а скорость процесса потери работоспособности изделия у t) зависит от его сопротивляемости. [c.41]

Для выявления параметрических отказов, снижающих работоспособность сложного изделия, например ракеты, применяют автоматические методы контроля работоспособности, когда анализ состояния системы ведется на основе алгоритма, оценивающего характер сигнала об отказе и выбирают лишь те категории отказов, которые связаны с основными параметрами изделия. [c.44]

Говоря об области работоспособности изделий, следует различать действительную G, которая определяет требуемую работоспособность изделия, и расчетную G, которая диктуется требованиями ТУ к отдельным параметрам. Между этими областями, как правило, имеется большее или меньшее различие, так как при оценке работоспособности сложного изделия во многих случаях трудно точно назначить предельное значение отдельных параметров, определяющих предельное состояние изделия в целом. [c.47]

Из-за сложности явлений часто процесс потери работоспособности расчленяют на несколько элементарных процессов, которые можно описать более простыми математическими зависимостями. При этом всегда должна быть оценена степень достоверности математической модели. Например, часто близка к действительности предпосылка о независимости выходных параметров сложного изделия, благодаря чему можно отдельно рассматривать изменение каждого параметра в процессе эксплуатации машины.. Такие модели рассмотрены ниже (см. гл. 3). [c.50]

Схема потери машиной работоспособности при заданной длительности непрерывной работы. Рассмотренные выше модели отказов описывали потерю изделием работоспособности от воздействия тех или иных процессов, протекающих с некоторой скоростью. В действительности, если рассматривать машину или сложное изделие, картина осложняется тем, что имеют место категории процессов, различные по скорости их протекания. На машину действуют и быстропротекающие процессы, и процессы средней скорости, и медленные процессы (см. тл. 1, п. 3). Кроме того, каждое изделие или машина характеризуется несколькими выходными параметрами и ее область работоспособности в общем слу- [c.154]

Изучение областей работоспособности и областей состояний является основой для прогнозирования поведения сложной системы и оценки ее надежности. [c.166]

Однако для оценки надежности сложного изделия и для обеспечения требуемых нормативно-технических показателей необходимо установить предельно допустимые значения всех тех параметров элементов и деталей, от которых зависит работоспособность изделия в целом. [c.170]

Чем больше элементов имеет система, тем меньше ее надежность. Если, например, система включает 100 элементов с одинаковой надежностью Pn t) =0,99, то надежность Р (/)=0,99 0,37. Такая система, 1 онечно, не может быть признана работоспособной, так как она больше простаивает, чем работает. Это позволяет понять, почему проблема надежности стала особенно актуальной в современный период развития техники по пути создания сложных автоматических систем. Известно, что многие такие системы (автоматические линии, ракеты, самолеты, математические машины и др.) включают десятки и сотни тысяч элементов. Если в этих системах не обеспечивается достаточная надежность каждого элемента, то они становятся непригодными или неэффективными. [c.12]

Аналитические решения такого рода уравнений получены для задач в идеализированной постановке (плоскость с полу-бесконечной или конечной трещиной, пространство с дисковидной трещиной и т. д.) при воздействии гармонических и ударных нагрузок (достаточно полный их обзор дан в работах [148, 177, 178, 199, 220, 271]. Однако эти решения дают представления о реальном поведении конструкции конечных размеров только в начальный период времени (до прихода в вершину трещины волн напряжений, отраженных от границ тела). Кроме того, они не учитывают разнородности материала конструкции по механическим свойствам, изменения граничных условий по-берегам трещины в процессе ее продвижения траектория трещины считается прямолинейной, а удельная эффективная энергия, затрачиваемая на образование новых поверхностей yf, принимается постоянной и не зависящей от скорости деформирования. Очевидно, что с помощью методов, имеющих указанные ограничения, навряд ли можно дать надежные оценки работоспособности элементов конструкций сложной формы и характера нагружения. Поэтому широкое распространение получили численные методы расчета динамических параметров механики разрушения [177, 178]. [c.241]

Одним из способов повышения работоспособности коллектора является НТО (Т 450 °С, время выдержки Тв 20 ч) после развальцовки трубок в коллекторе. Очевидно, что при такой температуре в стали 10ГН2МФА будут происходить процессы ползучести на фоне высоких ОН. В результате в процессе НТО будет происходить вязкопластическое деформирование наиболее нагруженных зон коллектора. Кроме того, в процессе эксплуатации коллектор подвергается сложному термомеханическому нагружению. Учитывая высокий уровень ОН при взаимодействии их с эксплуатационной нагрузкой даже при относительно невысокой температуре (Т 300 °С), можно ожидать проявления эффектов низкотемпературной ползучести. Уточним, что проявление ползучести при небольшой гомологи- [c.341]

Однорядные подшипники устанавливаются попарно так, чтобы осевая составляющая от радиальной нагрузки одного подшипника воспринималась другим. Монтаж может осуш,ествляться как с предварительным натягом, так и без него, но в любом случае необходима тщательная регулировка, так как и 1резмериый натяг, и завышенный осевой люфт отрицательно сказываются на работоспособности подшипников. Предельная частота их вращения значительно ниже, чем у шариковых и даже роликовых цилиндрических подшипников. Изготовление высокоточных конических роликоподшипников весьма сложно и трудоемко. Оду а ко высокая несущая способность, жесткость, удобство монтажа и регулировки обеспечило этим подшипникам самое широкое, )аспространение после шарикоподшипников. [c.95]

Неправильно всецело полагаться и на расчет. Во-первых, существу1ощие методы расчета на прочность не учитывают ряда факторов, определяющих работоспособность конструкции. Во-вторы) есть детали, не поддающиеся расчету (например, сложные корпусные детали). В-третьих, необходимые размеры деталей зависят не только от прочности, но и от других факторов. Конструкция литых деталей определяется в первунг очередь требованиями литейной технологии. Для механически обрабатываемых деталей следует учитывать сопротивляемость усилиям резания и придавать им необходимую жесткость. Термически обрабатываемые детали должны быть достаточно массивными во избежание коробления. Размеры деталей управления нужно выбирать с учетом удобства манипулирования, [c.83]

Сложной проблемой является теплозащита от аэродинамического нагрева при приземлении орбитальных самолетов многоразового действия. Важную роль в конструкциях теплозащиты играют покрытия с высокой излучательной способностью. Одним из наиболее подходящих для этих целей покрытий является вязкое тугоплавкое стекло, наносимое обычным методом эмалирования и самовосстанавливающееся при высоких температурах. К таким покрытиям следует отнести покрытие на основе системы 2гВг—51С. Степень черноты покрытия порядка 0,85—0,80 оно сохраняет работоспособность по данным фирмы Дженерал Электрик до температуры 2000°С [ИЗ]. Покрытие может быть использовано для увеличения излучательной способности неметаллической теплозащиты, выполненной из пиролитического графитового [c.207]

Простота конструкции механизма является важным показа-теле.м его качества. Она обеспечивается рациональным выборо.м схемы механизма с минимальным числом звеньев для выполнения заданных кинематических показателей, а также отсутствием в ней избыточных связей. Простая конструкция всегда работоспособнее, чем сложная, ее легче регулировать. [c.169]

В-третьих при анализе и оценке надежности сложных систем, обладающих структурной иерархией достаточно часто требуется выполнение условия однородности (однотипности) элементов, составляющих некоторую систему, что приводит к чрезмерной абстрагированности модельных систем либо к большому количеству допущений. К тому же не учитывается наличие обратной связи между элементами разного уровня и взаимного влияния одноуровневых элементов при нарушении работоспособности некоторых участков системы. [c.130]

Наконец, группа методов направленного поиска в общем характеризуется более сложными алгоритмами организации движения изображающей точки в процессе поиска. Прежде всего здесь, как было показано, проблемой является выбор значений пробных и рабочих шагов, количества пробных шагов, от которых зависит не только эффективность, но и работоспособность алгоритмов решения задач оптимизации. Кроме того, для методов направленного поиска нет и столь очевидных условий оконча1шя решения задачи, как для Методов пассивного поиска. [c.163]

Не менее важными, чем психологические, представляются социальные аспекты комплексной автоматизации проектирования. Бытует мнение, что внедрение САПР снимет проблемы формирования кадрового состава организаций благодаря резкому увеличению производительности и привлекательности проектного (и особенно конструкторского) труда. Однако сам по себе факт широкого распространения ЭВМ как инструмента проектирования еще не создает условий для высокопрюизводи-тельной и творческой работы. Необходимым условием решения задачи является создание чрезвычайно сложного программного и информационного обеспечения автоматизированного проектирования, которое, кроме выполнения своих прямых функций, должно работать в режиме наибольшего благоприятствования, психологического комфорта для проектировщика, о чем упоминалось ранее. Очевидная сложность этого вопроса с неизбежностью приводит к перераспределению трудовых ресурсов чтобы повысить производительность труда проектировщиков, необходимо увеличить число профессиональных программистов, системных аналитиков, инженерных психологов и т.д. Увеличивается также число лиц, занятых производством, непосредственным обслуживанием ЭВМ, поддержанием их в работоспособном состоянии. [c.282]

Следует также отметить, что при анализе работоспособности сварных соединений с )ггловыми швами также необходимо учитывать их механическую неоднородность. Строго говоря, угловые швы в сварных соединениях находятся под действием сложного напряженного состояния, в котором сдвиг является лишь одной из составляюпщх. Минимизация внутренней энергии при разрушении угловых швах посредством сдвига по некоторому сечению позволила получить расчетные формулы для оценки прочности данных сварных соединений /4/. При этом прочность зависит от того, является ли металл шва мягким по сравнению с основным или, наоборот, более твердым. Правильная оценка топографии механической неоднородности и соотношения конструктивных параметров позволяет расчетным путем определить несущую способность сварных соединений с угловыми швами. [c.29]

Наиболее распространенными дефектами, имеющими объемный характер, являются поры. Так как поры образуются посредством давления газов, они, как правило, имеют округлую сферическую форму редко встречаются поры вытянутые или более сложной формы. Для сварных конструкций общего назначения единичные поры обычно являются допустимым дефектом. При этом регламентирзтося максимально допустимый диаметр пор и расстояние между ними. Вопрос о том, какую пору считать единичной, до сих пор остается открытым. Влияние пористости на работоспособность сварных соединений рассмотрено во многих работах. Некоторая систематизация и обобщение отдельных ДаннЫХ Приведена В работе И, И. Макарова /16/. Полученные данные в основном сводятся к следующему. [c.37]

При изготовлении тонкостенных оболочковых конструкций для химического аппаратостроения в целях защиты их поверхности от воздействия агрессивной среды и сохранения прочности и пластичности металла при низкой температуре используют самые разнообразные материалы (биметаллы, цветные металлы и сплавы, среднелегированные стали и др ) В связи с этим технология сварки таких конструкции достаточно сложна, нередко требует сочетания различных способов, специальных присадков, дополнительных мероприятий по предотвращению трещинообразования, защите сварочной ванны от окисления и т.д Для операций сборки и сварки цилиндрической части сосудов обычно применяют роликовые стенды, оборуд>я их paзличны и приспособлениями флюсовыми подушками, стяжными скобами, автоматическими головками для сварки, распорками, центраторами и др Сварку обечайки с днищем производят стыковыми швами за один или несколько проходов В стенки сосудов и аппаратов приходится вваривать патрубки, лючки, штуцера и другие элементы, сварные соединения которых часто являются инициаторами разрушения конструкции На рис 19 приведены в качестве примера некоторые варианты конструктивного оформления шт церов в аппаратах химического производства. Варианты с дополнительно усиливающими кольцами (см. рис 1 9,й) и утолщенными патрубками (см рис 19,6) выполняются угловыми швами, в зонах которых возникает значительная концентрация напряжений В данном месте часто появляются усталостные трещины Более предпочтительными с точки зрения повышения работоспособности являются варианты соединений с вытяжкой горловины (см рис. [c.18]

Существует немало доводов в пользу того, что математическое моделирование на ЭВМ должно развиваться наряду с физическим моделированием как в инженерных исследованиях и разработках, так и в учебном процессе. Один из аргументов (возможно, важнейщий) состоит в том, что задачей моделирования становится не просто изучение явления или создание некоторого работоспособного устройства, а управление процессами и целенаправленный поиск оптимального проектного решения. Для сложных современных объектов такой поиск предполагает необходимость рассмотрения большого числа вариантов. Это становится возможным лишь при использовании математической модели объекта, реализованной на ЭВМ. Широта диапазона изменения параметров, возможность выявления значащих и незначащих факторов путем включения или исключения их из модели (программы), простота моделирования экстремальных и аварийных ситуаций — вот перечень преимуществ численного эксперимента на ЭВМ. Эти преимущества могут быть реализованы и в простых учебных программах при условии соответствующей методической проработки, включая организацию диа- [c.201]

В соответствии с указанными критериями работоспособное производят расчеты деталей машин, основываясь на методах сопротивления материалов. Но усиовия рабогы деталей машин бывают столь разнообразными и сложными, чго их не всегда удается проанализировать и учесть при расчетах. Поэтому в курсе деталей машин кроме расчетов по формулам сопротивления ма1ериалов применяют расчеты но нpибJШжeнным формулам, а в некоторых случаях и по эмпирическим зависимостям. При этом расчеты становятся приближенными. [c.35]

О формализации процесса потери работоспособности. Построение математической модели потери машиной работоспособности является весьма сложной и во многих случаях трудноре-шимой задачей. [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...