Напряженно-деформированные состояния, прочность и ресурс

Основной методической задачей, которую следует решить в ближайшее время, является постановка и проведение базовых экспериментов для получения исходных параметров уравнений состояния и критериальных характеристик разрушения, необходимых для расчетов напряженно-деформированных состояний, прочности и ресурса машин и конструкций. [c.27]

Необходимость надлежащего описания поведения материала в соответствии с историей нагружения конструкции на основе. лабораторных испытаний, а также экспериментального подтверждения результатов расчета напряжений неизбежно сводит процесс исследования напряженно-деформированных состояний, прочности и ресурса конструкций к расчетно-экспериментальному. При этом появляется возможность сочетания указанных выше методов расчетов на более высоком уровне, взаимно увеличивающем их разрешающую способность. Это, например, относится к оптимальному выбору числа тензодатчиков и их размещению в [c.253]

В связи с этим для оценки ресурса длительно проработавшего оборудования назрела необходимость в разработке методов расчета на прочность с учетом указанных факторов повреждаемости. Эта задача непростая, для ее решения прежде всего необходимо установление закономерностей повреждаемости материала при одновременном действии малоцикловых нагрузок и коррозионных сред, разработка методов оценки напряженно-деформированного состояния аппарата в зонах концентрации напряжений с применением новых средств исследования и методов оценки механических свойств с учетом деформационного старения, охрупчивания и др. [c.367]

Развитие методов определения прочности и ресурса конструкций должно основываться на надлежащем сочетании экспериментальных исследований механического поведения (уравнения состояния и критерии разрушения) применяемых материалов при различных температурно-механических условиях нагружения, расчетного и экспериментального изучения напряженно-деформированного состояния [c.27]

При обосновании прочности и ресурса элементов конструкций важное место занимают исследования сопротивления материалов хрупкому и циклическому нагружению на стадиях возникновения и развития трещин. Получение данных о скоростях развития и критических размерах трещин в связи с напряженно-деформированным состоянием, характеристиками материала, температурой и другими эксплуатационными параметрами позволяет надежно оценить живучесть конструкции и в ряде случаев, при наличии соответствующего контроля по состоянию, существенно увеличить срок службы элементов конструкций. [c.445]

В настоящей серии будут рассмотрены три группы основных вопросов определения прочности и ресурса ВВЭР 1) конструкции, условия эксплуатации и методы расчетного определения усилий и напряжений (данная книга) 2) методы и средства экспериментального определения напряженно-деформированного состояния на моделях, стендах и натурных конструкциях ВВЭР при пусконаладке и в начальный период эксплуатации 3) методы определения расчетных характеристик сопротивления конструкционных реакторных материалов деформированию и разрушению и расчетов прочности и ресурса при статическом, циклическом, динамическом и вибрационном нагружении. [c.8]

Обоснованный подход к исследованию прочности и ресурса АЭУ должен включать в себя следующие основные этапы. Для каждого из режимов эксплуатации АЭС проводится анализ теплогидравлических процессов с тем, чтобы определить историю теплового и гидравлического нагружения оборудования первого и второго контуров. Затем вьшолняются исследования напряженных и деформированных состояний с учетом возможных сейсмических воздействий, взаимного влияния оборудования и опорных конструкций. В соответствии с этим вначале приходится рассматривать АЭС как единое целое, ее расчетная схема может быть представлена в виде пространственной трубопроводной системы, состоящей из прямолинейных и кривых стержней (см. рис. 1.5 и 3.12), где показана петля первого контура АЭС с ВВЭР-440). Для граничных условий и нагру- [c.88]

Прочность и ресурс ВВЭР в значительной мере определяются уровнями напряжений, возникающих в зтих соединениях при переходных термомеханических воздействиях. Особое значение в этой связи приобретают также вопросы уточненного анализа напряженно-деформированных и предельных состояний в таких соединениях при наличии в них дефектов типа трещин, непроваров и т.д. и определение критических размеров этих дефектов. [c.180]

При проектировании особо ответственных и сложных конструкций современных энергетических установок эффективно применение разработанных в ИМАШ АН СССР методов и средств анализа напряженно-деформированных состояний атомных реакторов и другого оборудования для оценки их прочности и ресурса. Решение задач прочности и ресурса энергоустановок при этом осуществляется применительно к основным стадиям их создания проектированию, изготовлению, испытаниям и начальной стадии эксплуатации. На каждой из этих стадий проводится определение номинальных и местных напряженно-деформированных состояний с учетом термомеханической нагруженности, а также характеристик сопротивления деформациям и разрушению, применяемых в энергомашиностроении конструкционных материалов. [c.29]

Совместное рассмотрение режимов эксплуатационного нагружения и местных напряженно-деформированных состояний позволяет в расчетах прочности и ресурса перейти к анализу истории местной нагруженности и выявлению в ней циклов изменения местных напряжений и деформаций по их соответствующим [c.10]

Если повторные неупругие деформации возникают при повышенных и высоких температурах, то к пластическим деформациям добавляются деформации циклической ползучести и малоцикловые повреждения суммируются с длительными. В этом случае определение прочности и ресурса проводится по критериям длительной циклической прочности [2, 10, 11]. Напряженно-деформированные состояния и условия разрушения по критериям длительной циклической прочности формулируются и записываются в кинетической постановке. Эти вопросы также отражены в настоящей монографии. [c.12]

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

С целью получения исходных данных для определения циклической прочности и ресурса роторов был использован метод фотоупругости на моделях из оптически чувствительного материала с применением замораживания дефор,маций, дополненный разработкой оптических моделей специальной конструкции и способов моделирования напряженно-деформированного состояния полых роторов. [c.123]

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

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

Основное внимание в книге уделено разработке проблем обеспечения прочности и ресурса турбоагрегатов путем анализа напряженно-деформированных состояний при термомеханическом нагружении, регулирования местной нагруженности и повреждаемости, изыскания способов диагностирования состояния несущих элементов в процессе испытаний и эксплуатации. Это относится как к вновь создаваемым, так и к работающим энергоустановкам. [c.12]

Трубопроводные системы высокого давления применяют в различных отраслях промышленности. Однако вопросы расчета ресурса по критерию прочности элементов труб с учетом действующих динамических нагрузок являются мало исследованными. Это обусловлено отсутствием достоверной информации о напряженно-деформированном состоянии элементов трубопровода, и в первую очередь о динамической составляющей напряжений. В общем случае динамическая составляющая [c.374]

Для надлежащего обоснования прочности, ресурса и трещиностойкости требуется комплекс расчетов напряженно-деформированного состояния несущих элементов, включающий определе- [c.172]

С учетом параметров эксплуатационного нагружения N, г, t, представленных на рис.2.1.1, эксплуатационных усилий F, определяемых по (2.1.1), напряжений су и деформаций е - по (2.1.2) строят временные, зависимости F, t, а, е по X (рис.2.1.2). Эти зависимости являются исходными для анализа прочности, ресурса и надежности. Величины F, Гит, как правило, задаются режимами эксплуатации и могут регистрироваться контрольно-измерительными системами машин и установок. Параметры а и е общего и местного напряженно-деформированного состояния могут быть получены расчетом по величинам F, Г и X или специально измерены с помощью средств натурной тензометрии и термометрии. По схеме на рис.2.1.2 для представленного блока эксплуатационного нагружения вьщеляют режимы монтаж (М), испытания (И), пуск (П) в эксплуатацию, стационарный (С) режим с поддержанием заданных рабочих параметров, регулирование (Р) базовых параметров, возникновение аварийных (А) ситуаций, срабатывание систем зашиты (3) и оста- [c.79]

В данной ситуации критерии предельных состояний и результаты модельных расчетов напряженно-деформированных состояний несущих конструкций становятся составной частью требований, наряду с требованиями эксплуатации, по выбору конструкционных материалов. Эта задача должна решаться в многокритериальной постановке, т.е. выбор материалов для различных видов предельных состояний должен базироваться на результатах многокритериального расчетного обоснования и проверки выполнения условий прочности, устойчивости, ресурса, надежности, живучести и безопасности. При реализации такого подхода возможен переход от прямого по результатам испытаний к расчетно-экспериментальному обоснованию выбора конструкционных материалов. [c.13]

Для надлежащего обоснования прочности, ресурса (срока службы до наступления предельного состояния) и трещиностойкости требуется комплекс расчетов напряженно-деформированного состояния несущих элементов, включающих определение номинальных и максимальных напряжений, амплитуд этих напряжений, макси- [c.167]

В случаях, когда нельзя оценить прочность сосуда по действующей нормативной документации, а также когда возникает необходимость получения дополнительной информации о несущей способности и остаточном ресурсе сосуда, проводят уточненные расчеты напряженно-деформированнОго состояния или его оценку экспериментальным путем (тензометрией, магнитным методом и др.). [c.256]

Расчетные формулы для напряжений, обусловленных компенсацией различных смещений, сведены в табл. 5.1. Приведенные здесь значения безразмерных коэффициентов позволяют вычислить координатные напряжения в точке, где напряжения от передачи момента, зажима бурта и действия центробежных сил имеют наибольшие значения. Расчетные формулы, приведенные в табл. 5.1, в определенной степени могут служить основой для решения вопроса о прочности или ресурсе резинового упругого элемента и позволяют получить представление о влиянии на его напряженно-деформированное состояние рассмотренных факторов. [c.116]

В ответственных случаях следует производить проверочный расчет муфты, предусматривающий определение ее ресурса для заданных условий эксплуатации. Напряженно-деформированное состояние при этом отыскивается суперпозицией напряженных состояний, обусловленных всей совокупностью действующих силовых факторов. При суммировании координатных напряжений следует считать, что плоскости радиальной несоосности и углового перекоса совпадают, что идет в запас прочности. Следует также учитывать циклический характер напряжений от действия переменного вращающего момента и компенсации радиального и углового смещений. Используя суммарные значения координатных напряжений, определяются главные напряжения, шаровые и девиаторные. По методике, изложенной в п. 5.4, определяется температурное состояние торообразной оболочки. Муфта считается пригодной для заданных условий эксплуатации, если минимальная из локальных ее долговечностей, определенных с помощью зависимости (3.12), оказывается больше заданного ресурса. [c.123]

При выполнении расчетов на прочность и остаточный ресурс (долговечность) требуется значительный объем информации по нефтепроводу в дополнение к той, которая получена внутритрубными инспекционными снарядами. Для накопления, хранения и систематизации такой ин(] рмации необходимо создание банка данных. В этом банке должна также храниться и систематизироваться информация о дефектах, о напряженно-деформированном состоянии металла в зоне дефектов, о проведении ремонтов, направленных на устранение дефектов. [c.41]

В реальных условиях работы оборудования сопротивляемость материала узлов и конструкций разрушению в результате наложения сложных, часто нерасчетных условий может резко понижаться несмотря на оптимальные запасы прочности, принятые при конструировании. В этих случаях эффективным методом диагностирования элементов энергооборудования становится диагностика состояния металла и причин его повреждения структурными методами. Влияние коррозионно-активных сред, периодические нерасчетные колебания температур и напряжения приводят к изменению кинетики и механизмов накопления повреждений. Сочетание таких факторов, как воздействие повышенных температур и коррозионно-активной среды, или высоких температур и периодического упруго-пластического деформирования изменяет скорость и характер развития процессов разрушения, затрудняет оценку ресурса таких деталей. [c.5]

В тонкостенной оболочке, ограниченной жесткими фланцами, зоной концентрации напряжений является место сопряжения оболочки с фланцами (рис. 1.3). Проанализируем долговечность элемента на основании деформационно-кинетического критерия прочности. Применение деформационных критериев для оценки несущей способности и прогнозирования ресурса элементов конструкции, работающих nj i периодической нагрузке, основано на анализе кинетики деформированного состояния и закономерностях изменения циклических деформаций и деформаций ползучести в зоне концентрации и в мембранной зоне. [c.7]

Разработка, создание и использование новых средств экспериментального исследования материалов и конструкций. Решение проблемы обеспечения надежности и ресурса изделий машиностроения, как уже отмечалось, в известной мере определяется уровнем разработки методов и средств экспериментальной оценки действительной нагруженности конструкций, напряженно-деформированных и вибрационных состояний, параметров структуры материалов, характеристик прочности и трещиностойкости, динамических характеристик прочности, трещиностойкости и тела человека—оператора машины при вибрационных и других воздействиях. Это обусловлено необходимостью повышения объема экспериментальной информации с возрастанием вероятности безотказной работы, которую необходимо обеспечить при создании ответственных конструкций. Полученная информация является весьма ценной для оценки завершенности экспериментальной отработки машин и конструкций при проведении лабораторных и натурных испытаний, а также для определения влияния условий эксплуатации на изделия и установления остаточного ресурса конструкций. [c.28]

Расчеты прочности и ресурса высоконагруженных конструкций при малоцпкловом нагружении базируются па исходной информации о тепловых и механических нагрузках, на получаемых в процессе расчета данных о кинетике напряженно-деформированных состояний, на соответствующих критериях разрушения (преимущественно деформационного характера) и условиях суммирования повреждений, оцениваемых через параметры действующих и предельных деформаций. Одним из основных вопросов, имеющих существенное значение для всех этапов определения малоцикловой прочности и ресурса, является вопрос об уравнениях состояния, характеризующих поцикловую связь между теку щими значениями напряжений и деформаций. Эта связь в общем случае оказывается достаточно сложной и зависящей от уровня действующих нагрузок, типа материа.ла, условий нагружения (температур, скоростей деформирования, времен выдержек), характера напрян епного состояния, возможных структурных изменений в материале, степени его поврежденности, а также от физико-механических воз- епствий окружающей среды. [c.3]

Изложены новые методы анализа локального напряженно-деформированного состояния при термомеханнческом нагружении, приведен расчет прочности и долговечности с учетом основных факторов, влияющих на ресурс роторов турбоагрегатов. Даны алгоритмы и их программная реализация, позволяющие рассчитать поля температур в роторах при произвольном изменении температур сред. [c.4]

При оценке прочности и ресурса элементов конструкций, работающих в условиях малоциклового нагружения при переменных температурах и сложнонапряженном состоянии, возникают две связанные задачи определение напряженно-деформированного состояния элементов конструкций при работе материала максимально нагруженных зон за пределами упругости, когда развиты упру-гонластические деформации и деформации ползучести, и на базе полученной информации оценка запасов прочности и долговечности при малоцикловом неизотермическом нагружении. Характер протекания процесса деформирования за пределами упругости и циклические деформации, определяющие формирование предельного состояния материала, зависят от режима термосилового воздействия на деталь и параметров термомеханической нагруженности максимальная температура, градиент температур, длительность и форма термического и силового циклов нагружения и др.), а также сочетания нестационарных режимов нагружения в период эксплуатации изделия. [c.11]

Для расчетов прочности и ресурса в упругой и упругопластической области необходимо знать не только указанные выше характерные точки диаграмм деформирования, но и зависимость между напряжениями и деформациями (равнение состояния) для всего процесса деформирования — от его начала до момента разрушения [2, 10, 13, 16—18, 21 ]. Эти зависимости получают экспериментально пли путем аппроксимации реальных диаграмм деформирования. В первом случае в качестве параметров диаграмм деформирования можно использовать координаты соответствующих точек на кривой напряя4ение—деформация (расчеты обычно выполняют на ЭВМ) пли функцию пластичности, например функцию А. А. Ильюшина [c.14]

Все сказанное свидетельствует о том, что решение вопросов надежности требует знаний в самых различных областях материаловедения, прочности, конструирования, технологии изготовления и сборки, расчетов тепловых полей. Автор поставил перед со й задачу рассмотреть на базе имеющихся в технической литературе сведений и результатов собственных исследований основные аспекты проблемы выбора материалов и прочности деталей ГТУ. Идея книги заключается не в освещении двух тем материалы и прочность деталей , а в рассмотрении вопросов, находящихся на стыке этих тем. Книга не предполагает конкурировать ни с руководствами для конструкторов, в которых подробно излагаются различные методы расчета напряженного состояния, ни с книгами по теориям жаропрочности и легирования жаропрочных сплавов, а также со справочниками по свойствам жаропрочных материалов. Тем не менее в ней делается попытка показать, что традиционный метод выбора материалов деталей по характеристикам длительной прочности, приводимых в справочниках, не позволяет адекватно оценивать их ресурс как по причине отличий реального напряженно-деформированного состояния деталей от истинного, так и по причине зависимости характеристик материала от режима термической обработки (поэтому индивидуальные характеристики заготовки могут отличаться от спршочных), от использованного метода статистической обработки и экстраполяции результатов испытаний, от методики оценки влияния программы нагружения, вида напряженного состояния, от температурных условий эксплуатации и наконец, что весьма существенно, от коррозионной среды. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...