Оценка долговечности при случайных напряжениях

Оценка долговечности при случайных напряжениях [c.50]

Как уже отмечалось, для оценки долговечности при случайных напряжениях с заданной вероятностью усталостного разрушения необходимо располагать семейством кривых усталости для каждой вероятности разрушения или при нормальном распределении предела выносливости необходимо иметь его медианное среднее значение и коэффициент вариации [36]. Как отмечается в работе [36], [c.57]

Поскольку при случайных режимах изменения напряжений недогрузка и перегрузка, в общем, чередуются, то следует ожидать, что влияние истории нагружения здесь будет проявляться в меньшей степени, чем при некоторых программных, например, двухступенчатых режимах. Для того чтобы дать ответ на вопрос, в какой мере теория суммирования усталостных повреждений применима для оценки долговечности при случайных режимах, необходимы сопоставления с результатами, которые дают более совершенные теории. [c.43]

Все рассмотренные методы применимы для оценки долговечности при действии симметричных и асимметричных циклов переменных температурных напряжений (процессы с детерминированной частотой). Напряжения при пульсациях температур лишь весьма грубо могут быть описаны конечным числом циклов, поскольку являются неупорядоченной случайной величиной. В этих условиях наиболее точные результаты может обеспечить статистический подход к оценке долговечности. [c.50]

Для иллюстрации предложенного экспресс-метода рассмотрим оценку статистических характеристик случайных напряжений по приведенной в рассматриваемом примере записи пульсаций температур. Как следует из рис. 4.6 , размах колебаний температуры составляет Л Т= 30 К. Тогда предельная интенсивность пульсаций температур, оцененная по формуле (4.10), составит = sr/О А (можно выполнить оценку интенсивности по формуле К, что ближе соответствует результатам статистической обработки, но при практических расчетах лучше пользоваться первой оценкой, обеспечивающей гарантированный запас при оценке долговечности). Для оценки эффективного периода подсчитаем число нулей (количество пересечений случайным процессом линии математического ожидания) в единицу времени. На рис. 4.6/7 пунктиром проведена (ориентировочно) линия математического ожидания. Как следует из рисунка, кривая температуры пересекает эту линию за 6,5 с приблизительно 30 раз. Тогда число нулей п в единицу временил. =4,62 1/с, и эффективный период, оцененный по формуле (2.82), составит Q 113 с [c.57]

Когаев В. П. Оценка функций распределения долговечности при случайном нагружении и плоском напряженном состоянии. — Вестник машиностроения, 1971, Хо 10, с. 9—15. [c.237]

Характеристики жаропрочности относятся к случайным величинам, точность определения которых в значительной мере зависит от количества экспериментальных данных. Разброс экспериментальных точек затрудняет оценку результатов испытаний на ползучесть и длительную прочность, поэтому результаты испытаний целесообразно подвергать статистической обработке, принимая во внимание, что распределение логарифма долговечности при данном напряжении так же, как и распределение логарифма времени достижения заданной остаточной деформации подчиняется нормальному закону [c.134]

Оценка долговечности с учетом случайных напряжений. Естественно возникает вопрос, какую пользу можно получить, изучая случайные колебания стержней. Как уже неоднократно указывалось, механика стержней, излагаемая в книге, — это теория и методы расчета конструкций или элементов конструкций и приборов, расчетная схема которых может быть представлена в виде стержня. При расчетах этих конструкций в зависимости от реальных условий их работы решается основная задача — определение напряженно-деформированного состояния. [c.148]

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]

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]

Так как пульсации температур, как правило, имеют неупорядоченный случайный характер, то и вызываемые ими температурные поля и напряжения также случайны и для их анализа следует применять статистические методы. При этом для оценки долговечности мы будем пользоваться наиболее простым и наглядным методом В.В. Болотина [6], нашедшим широкое применение для оценки прочности конструкций, подверженных случайным механическим воздействиям. Основными статистическими характеристиками, характеризующими нагрузку в формулах В.В. Болотина, являются интенсивность S и эффективный период напряжений ве. Эти параметры проще всего получить, если известна спектральная плотность пульсаций напряжений [c.14]

Изложены прикладные методы расчета машиностроительных конструкций при случайных воздействиях. Основное внимание уделено построению математических моделей процессов нагружения конструкций и получению вероятностных характеристик на выходе по заданным вероятностным характеристикам процессов на их входе. Вероятностные характеристики процессов изменения во времени напряжений и деформаций используются для оценки надежности, усталостной долговечности и живучести конструкций. [c.4]

Разумеется, случайные величины, влияющие на долговечность (ресурс) и несущую способность зубчатой передачи, не исчерпываются допускаемыми напряжениями. Случайными являются также отклонения от номинала размеров передачи, а отсюда и величина динамической нагрузки в зацеплении. Зазоры в подшипниках, как случайная величина, определяют (в числе прочего) рассеяние значений относительного перекоса зубчатых колес при их работе. Наконец, если передача работает со стохастическими нагрузками (например, главная передача автомашины), то последние, как случайные величины, также тяготеют к нормальному закону распределения. Все сказанное служит иллюстрацией того, что оценка несущей способности зубчатой передачи с вероятностных позиций — задача достаточно сложная. В данном разделе ограничимся рассмотрением [c.321]

Таким образом, в принципе возможно определение функции распределения амплитуд напряжений при схематизации по способу размахов методами теории случайных функций по известной функции спектральной плотности. Однако при этом возникают математические трудности. Кроме того, как уже отмечалось, метод размахов приводит к процессу, менее повреждаюш,ему, чем реальный процесс, вследствие чего расчетные оценки долговечности оказываются завышенными. [c.157]

Р. Д. Вагапов (1959—1965) для предельного случая, когда вероятность повреждения тела на глубине исчезаюш е мала, предложил теорию рассеивания долговечностей и предела усталости, учитываюш,ую не только поперечные, но и продольные размеры тела и распределение макропапря-жений вдоль его контура. Функция распределения зависит при этом от формы, размеров тела и способа его нагружения, т. е. дает вероятностную оценку концентрации напряжений и масштабного эффекта. В рассмотрение вводится совместная плотность случайных величин прочности, долговечности и случайной координаты повреждения первой макротрещиной. [c.409]

Оценка опытных закономерностей усталости по параметру равной вероятности повреждения позволила выделить из статистических детерминистические закономерности нелинейного суммирования относительных долговечностей при нестационарном режиме нагружения (Р. Д. Вагапов 1964 и сл.). На основании изучения накопления усталостных повреждений в статистическом аспекте С. В. Серенсен и В. П. Когаев (1966) оценили детерминированную и случайную составляюпще в сумме относительных долговечностей и предложили корректировку линейной гипотезы в зависимости от спектра амплитуд напряжений. [c.409]

Долговечность при широкополосных случайных процессах. Формулы, приведенные в табл. 3, справедливы, строго говоря, для узкополосных стационарных эргодических случайных процессов. Для неузкополосных процессов формулы дают оценку снизу. Методы расчета на долговечность при широкополосных процессах изменения напряжений, а также при нестационарных процессах даны в работах [7, 10]. [c.176]

Применительно к рассматриваемой задаче оценки прочности в условиях сочетания малоциклового и многоцикловОго, в том числе и случайного по характеру нагружения с наложенными кратковременными перегрузками, справедливость деформационнокинетического критерия разрушения не очевидна. С целью обоснования справедливости критерия (1.1.12) для указанных случаев проводились испытания при мягком и жестком типах нагружения, а также программном нагружении как с регулярным, так и нерегулярным изменением напряжений или деформаций в процессе испытания. Во всех случаях форма цикла регулярного нагружения была симметричной синусоидальной, и общая долговечность всех испытанных образцов не превосходила 5 10 циклов. Частота испытаний выбиралась из условий соблюдения требований ГОСТ 2860—65 Металлы. Методы испытаний на усталость об исключении саморазогрева образца до температуры более 50° С в процессе повторных нагружений при нормальной температуре. В зависимости от уровня напряжений (деформаций) частота составляла 0,5—50 Гц. [c.58]

Метод полных циклов (метод постепенного исключения промежуточных циклов). За амплитуды напряжений принимаются половины приращений случайного процесса между двумя его соседними экстремумами при постепенном исключении из заданного процесса промежуточных циклов со все более и более высокими значениями амплитуд напряжений. За частоту процесса нагружения принимается частота появления в нем одноименных экстремумов. Наличие средних напряжений в циклах нагружения в расче1-ах не учитывается. Метод полных циклов дает промежуточную оценку для долговечности, которая наилучшим образом соответствует экспериментальным данным. [c.152]

Результаты многих исследований показывают, что даже при испытании достаточно большого количества образцов в каждом варианте величина а отклоняется от единицы [23, 34, 40, 46, 52, 56, 66, 67, 76—79]. Эти отклонения имеют детерминированную и случайную составляющую. Детерминированная составляющая возникает из-за того, что действительные закономерности накопления усталостных повреждений более сложны, чем простое линейное суммирование относительных долговечностей. Так, например, вполне отчетливо проявляется тренировка (при а < < сгк) и разупрочнение (при сг > а ) при одноступенчатом однократном изменении амплитуды напряжений (а — амплитуда начальной тренировки — амплитуда напряжений при испытаниях образцов после тренировки). Заметные отклонения От линейной гипотезы получаются при наличии в программном блоке амплитуд, которые меньше предела выносливости и амплитуд >(Т-1д наряду с большими кратковременными перегрузками. В этих случаях сумма относительных долговечностей а может снижаться до значений а = 0,05-г-0,10. Случайная составляющая связана со значительным рассеянием как самих долговечностей N и Л/ ум так и их средних значений Ni и Мсуш (при числе образцов п = == 5-Г-20), входящих соответственно в выражения (5.17) и (5.31). Поэтому при исследовании закономерностей накопления усталостных повреждений при меняющихся амплитудах необходим статистический подход, позволяющий выявить соотношение между детерминированной и случайной составляющими величины а, и тем самым получить более обоснованные выводы о действительных закономерностях накопления усталостных повреждений. Не-учет случайной составляющей, имевший место во многих работах, в ряде случаев приводил к недостаточно обоснованным выводам. Приближенная оценка доверительных интервалов для суммы относительных долговечностей а показывает [23], что при среднеквадратическом отклонении логарифма долговечности 0,2 и справедливости линейной гипотезы в среднем (медианное значение а = 1) 95% доверительный интервал для а составляет 0,6 < <а < 1,6 при условии вычисления а по формуле (5.31) по средним значениям Л/сум и Ni, найденным по результатам испытания 15—20 образцов на каждый вариант при = 0,6 аналогич- [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...