Учет ограничений по прочности

Ограничения по прочности. Основное требование к пусковому процессу — напряжения в элементах оборудования не должны превосходить допустимые с учетом усталостных явлений, в том числе и малоцикловой усталости. [c.53]

Прежде всего, коэффициент запаса не может быть назначен без учета конкретных условий работы рассчитываемой конструкции. Коэффициент п, по существу, определяют исходя из практического опыта создания аналогичных конструкций за прошедшее время и уровня развития техники в данный период. В каждой области техники уже сложились свои традиции, свои требования, свои методы и, наконец, своя специфика расчетов, в соответствии с которыми назначают коэффициент запаса. Так, при проектировании стационарных строительных сооружений, рассчитанных на долгие сроки службы, принимают довольно большие значения коэффициента запаса (яв — 2. .. 5). В авиационной технике, где на конструкцию накладывают серьезные ограничения по массе, коэффициенты запаса (или так называемые коэффициенты безопасности) устанавливают по пределу прочности в интервале 1,5... 2. В связи [c.101]

По = 24,8 об/мин и J = 3,5 кгс -м -с величина К превысила допустимые значения, что привело к поломке механизма. Однако достаточная прочность при такой быстроходности может быть обеспечена при увеличении диаметра цевки до da, = 30 мм (табл. 33). Согласно данным кинетостатического расчета (гл. 3), такое увеличение da, тем более требуется при 2к 5. Если воспользоваться данными рис. 5, то можно установить, что допустимым К для d = = 20 мм (табл. 33) соответствует низкая точность позиционирования 50—1000". Поэтому во многих случаях ограничение величин К определяется необходимостью обеспечить более высокую точность и реже — прочность звеньев механизма. Наконец, если воспользоваться формулой 3 (гл. 4), то, подставив величины коэффициентов динамичности Кц, из табл. 28, можно определить величины Кг допустимые по мощности электродвигателя. Так как наибольшие величины Кц, для исследованных мальтийских механизмов укладываются в пределы, характерные для кулачково-цевочных механизмов, то можно воспользоваться данными табл. 3. При = 1,0— 2,8 кВт (характерных для поворотных столов ЗИЛ) К = 0,95— 1,6, т. е. ограничения по мощности электродвигателя в данном случае более существенны, чем по прочности. Этим величинам К для Zk = 5 соответствует точность бф = 7—60", для zt = Ь бф = = 12—100" (рис. 25), что несколько превышает допустимые пределы. Поэтому ограничения быстроходности по точности позиционирования в данном случае являются основными. Все величины К, рассчитанные с учетом различных ограничений, укладываются в пределы, характерные для поворотных столов автоматов, что объясняется разнообразием условий применения поворотных устройств, при которых существенны то одни, то другие ограничения, определяющие допустимую быстроходность механизма позиционирования. [c.96]

Начальная конфигурация сечения диска показана на рис. 7.3, а сплошными линиями распределение напряжений при заданной нагрузке приведено на рис. 7.3, б также сплошными линиями. Профиль проекта диска, полученный программой при расчете напряжений, с учетом пластических деформаций, изображен штрихпунктирной линией. Запасы прочности и масса диска в проекте I даны в табл. 7.2. Диск минимальной массы получен при выполнении всех ограничений по запасам прочности, причем решение лежит на границах по k , и koQ. Учет ползучести вносит поправку в проект (проект II, штриховые линии). Перераспределение напряжений, связанное с ползучестью, приводит [c.206]

Значительное внимание уделяется выбору толщин пера в сечениях с учетом необходимой прочности, технологических ограничений по минимальным значениям толщины профиля, радиусов скругления кромок (особенно тонкой выходной кромки), толщины стенок при проектировании охлаждаемых лопаток, формы внутренних каналов, перемычек и других конструктивных элементов (рис. 4.8). [c.141]

Учет срока службы. В предыдущих расчетах предполагался весьма длительный срок службы вала, практически весь срок амортизации. Если срок службы вала ограничен и число циклов N напряжений меньше базового числа циклов Л/о, то расчетный предел выносливости можно повысить. При Nиспользования ресурсов прочности. В этом случае расчетный предел выносливости определится по формуле [c.316]

Выявлены внутренние противоречия и ограничения типичных критериев прочности. Для предсказания первого разрушения слабого слоя разумная линейная аппроксимация является, по-видимому более предпочтительной, чем сложный нелинейный анализ. Показана необходимость учета технологических напряжений, возникающих в процессе изготовления материала. [c.104]

Выбор материалов, конструктивных форм, способов сварки, установление температурных и силовых ограничений при эксплуатации основываются на оценке роли для несущей способности, ресурса и устойчивости по числу циклов и по времени характеристик циклической пластичности и прочности с учетом их стабильности в связи с условиями производства и службы. [c.36]

Большие трудности связаны с получением статистических данных о несущей способности элементов конструкций. Для этого используются в основном два способа. По одному из них экспериментально определяются функции распределения характеристик усталости (или других необходимых механических свойств) для материала путем массовых испытаний лабораторных образцов. Пользуясь условиями подобия, по ним определяется циклическая несущая способность деталей. Систематические исследования усталостных свойств легких авиационных сплавов Б статистическом аспекте были проведены, например, кафедрой сопротивления материалов МАТИ [7 10 11 14] и другими организациями [5]. Это позволило показать применимость усеченного нормально логарифмического распределения для величин долговечностей и ограниченных пределов усталости, установить зависимость дисперсий чисел циклов от уровня напряжений, построить семейства кривых усталости по параметру вероятности разрушения. На основе гипотезы прочности слабого звена были разработаны критерии подобия при усталостных разрушениях в зависимости от напрягаемых объемов с учетом неоднородности распределения [c.144]

Индивидуальный ресурс сварных соединений, оцененный по схеме рис. 4.13, Тир = 100. .. 210 тыс. ч, а остаточный ресурс, определенный по уравнению (4.22) в соответствии со схемой (рис. 4.13) с учетом накопленной наработки 185 тыс. ч, ограничен сроком т р = 0. .. 25 тыс. ч в зависимости от выбранных типоразмеров соединений. Запас прочности на период индивидуального ресурса соответствует низкому уровню и р = 1. .. 1,1, а категория опасности сварных соединений оценена рейтингом КО = 5,7. .. 7, что свидетельствует о неудовлетворительном состоянии сварных соединении (на стадии пред- и полного разрушения). [c.229]

Если пружина в соответствии с назначением и сроком службы-механизма, частью которого она является, подвергается определенному ограниченному числу нагружений, то расчет пружины на прочность должен быть проведен по допускаемым напряжениям, пониженным с учетом асимметрии рабочего цикла пружины, желаемой ее долговечности и др. [c.100]

Газоплотные сварные панели предъявляют повышенные требования к равномерности условий работы труб. Допустимый градиент температуры стыкуемых труб по условиям прочности экрана не должен превышать 50 °С. В наибольшей степени этому удовлетворяют газоплотные парогенераторы с вертикальными ограждающими цельносварными экранами и подъемным движением среды. С учетом обеспечения необходимой массовой скорости рабочей среды число параллельных труб получается ограниченным при значительном периметре топки в парогенераторах большой мощности. Поэтому увеличение периметра топки непосредственно связано с увеличением либо числа автономных потоков, либо числа последовательно включенных ходов. Первое нецелесообразно по условиям резкого увеличения числа единиц арматуры и усложнения автоматики, эксплуатации и понижения надежности, второе повышает разность температур стыкуемых труб, что также понижает надежность и, кроме того, увеличивает число и массу необогреваемых труб и повышает гидравлическое сопротивление. [c.190]

Сопоставление теоретических кривых, построенных по различным критериям прочности с экспериментальными значениями предельных напряжений, позволяет выявить степень пригодности этих критериев для данной пластмассы. Так, сопоставление различных критериев прочности с опытными значениями предельных напряжений, полученных при плоском напряженном состоянии, показало [50] ограниченную применимость к жестким пластмассам первой и второй классических теорий прочности. Первая теория прочности применима к плоским напряженным состояниям, близким к одноосным растяжению и сжатию, а вторая теория прочности — только к одноосному растяжению. Так, для определения несущей способности деталей из стеклопластиков необходимо выбрать соответствующую теорию прочности с учетом того, что конструкционные стеклопластики являются неоднородными материалами и полимерное связующее обладает вязко-упругими свойствами. Для стеклопластиков с хаотическим расположением волокна, которые в первом приближении можно считать квазиизотропными, существующие теории прочности применимы только в условиях кратковременного нагружения. Ориентированные стеклопластики в общем случае являются неоднородными анизотропными или ортотропными материалами. Как однородные анизотропные материалы их можно с приближением рассматривать только при нагружении вдоль осей анизотропии [99]. [c.143]

Обычно режим с напряжением ниже предела усталости по продолжительности является основным, а режимы с напряжениями выше предела усталости действуют только ограниченное время. Частный запас прочности ло напряжениям при этом режиме, т. е. без учета всех остальных, может быть наименьшим. Поэтому при определении запаса прочности по напряжениям, а не по долговечности необходимо учитывать этот режим. Эта статья посвящена уточнениям методов определения запасов прочности и эквивалентных нагрузок при нестационарных переменных напряжениях. [c.329]

Поиск экстремального решения должен производиться в многомерном пространстве по числу варьируемых параметров, в области, ограниченной не только условиями баллистики, не только условиями весового баланса, но и множеством не выражаемых числом требований производственного, технологического и организационного характера. Не следует забывать и условий прочности, которые незримо присутствуют уже на начальной стадии выбора проектно-конструктивных параметров и полностью проявляют себя, когда положены на бумагу основные линии создаваемой ракеты. Условия экстремума, найденные без учета всех этих обстоятельств, носят большей частью отвлеченный, а порой и иллюзорный характер. [c.46]

Учет ограничений по прочности. Анализ кривой 1 на рис. 6.3 свидетельствует о том, что к моменту потери устойчивости оболочки прогибы в отдельных точках конструкции достигают значений порядка ее толщины /г. Наличие таких прогибов в слоистой конструкции можно интерпретировать как косвенное свидетельство возможности существования в ней зон с высокими значениями деформации межслойного сдвига. Очевидно, что в этом случае существует опасность расслаивания слоистого материала, которое при сохранении уровня действующей нагрузки может явиться причиной утраты несущей способности конструкции вследствие макроразрущения конструкционного материала еще до потери устойчивости. Данное обстоятельство обусловливает необходимость учета в модели оптимизации ограничений на прочность конструкционного материала. [c.267]

На со1временных двигателях встречаются и более сложные программы регулирования. Их применение вызывается необходимостью учета реальных характеристик элементов двигателя, требованиями его форсирования по тяге в определенных диапазонах чисел М полета (для улучшения летных свойств самолета), учетом ограничений по прочности, условиями охлаждения элементов конструкции и др. Например, для увеличения тяги двигателя на больших скоростях полета может быть предусмотрено скачкообразное увеличение частоты враш.ения его ротора при числах М, больших определенного значения. Это явление, называемое раскруткой ротора, может произойти при одновременном повышении температуры T (например, при fKp = onst) или при неизменной величине (за счет увеличения площади / кр и тс в момент раскрутки ротора). [c.77]

Прежде всего, величина коэффициента запаса не может быть назначена без учета конкретных условий работы рассчитываемой конструкции. Коэффициенг и, по существу, определяется практическим опытом создания аналогичных конструкций за прошедшее время и уровнем техники в данный период. В каждой обласги техники уже сложились свои традиции, свои требования, свои мето,цы и, наконец, своя специфика расчетов, в соответствии с которыми и назначается коэффициент запаса. Так, например, при проектировании стационарных строительных сооружений, рассчитанных на долгие сроки службы, запасы принимаются довольно большими (Пд = 2 5). В авиационной технике, где на конструкцию накладываются серьезные ограничения по весу, коэффициенты запаса (или так называемые коэффициенты безопасности ) определяются по пределу прочности и составляют величины порядка 1,5- -2. В связи с ответственностью конструкции в этой области техники сложилась практика проведения обязательных статических испытаний отдельных узлов и целых летательных аппаратов для прямого определения величин предельных нагрузок. [c.76]

Корпусные конструкции энергетических установок помимо разнообразия составляющих их элементов и узлов [1, 2, 4], требующих совместного рассмотрения при расчете напряженного состояния, включают, как показано выше, большое разнообразие условий их взаимодействия, особенно в узлах разъема фланцевых соединений. Некоторые из этих условий могут быть определены численными методами теории упругости (упругие контактные податливости фланцев) или экспериментально (податливости резьбовых соединений или пластических прокладок) для других условий, существенно влияющих на напряженное состояние всей конструкции, могут быть заданы лишь возмоягные пределы их изменения (допуски на зазоры в соединениях крышки п корпуса реактора, коэффициенты трения). Это требует при проектировании, расчете напряжений и оценке прочности корпусных конструкций рассмотрения большого числа вариантов взаимодействия с целью учета наименее благоприятного возможного их сочетания либо задания ограничений на условия изготовления и эксплуатации, исключающих неблагоприятный вариант напряженного состояния. Учесть указанные особенности разъемных соединений при использовании традиционных методов расчета многократно статически неопределимых конструкций, например методом сил [1, 4], из-за большой трудоемкости не представляется возможным поэтому рекомендуемые в настоящее время расчетные схемы [4] рассматривают отдельные узлы корпусных конструкций без учета указанных условий взаимодействия, пренебрегая силами трения, ограничениями по взаимным перемещениям в посадочных соединениях крышки и корпуса, контактными податливостями фланцев. В частности, изменение усилия затяга шпилек фланцевых соединений в различных режимах определяется без полного учета деформаций всей конструкции, что не позволяет обоснованно выбрать величину предварительного затяга шпилек. [c.88]

Интересные результаты были получены в работе [277], в которой в качестве параметра, определяющего скорость роста усталостных трещин, был принят эффективный коэффициент интенсивности напряжений /Сэф. рассчитанный с учетом трехмерности напряженно-деформированного состояния в вершине трещины и эффекта закрытия усталостной трещины. Однако величина /Сэф является параметром линейной механики разрушения и применима только при наличии ограниченной по размерам зоны пластической деформации у вершины трещины, что соответствует второму участку диаграммы роста усталостных трещин. Влияние же размеров образцов на скорость роста усталостных трещин наиболее существенно на первом и третьем участках диаграммы. Третий участок диаграммы соответствует высоким значениям коэффициентов интенсивности напряжений, когда для многих сплавов средней и низкой прочности характерно появление у вершины зон пластических деформаций значительных размеров. Поэтому для описания кинетики роста усталостных трещин в образцах различных размеров в высокоамплитудной области требуется применение параметров нелинейной механики разрушения. При этом необходимо выбрать такой из них, который бы в условиях упругопластического нагружения отображал реальное напряженно-деформированное состояние в вершине трещины. [c.184]

Как правило, толщина легируемого слоя намного меньше толщины образца, и с хорошей степенью точности можно считать применимой схему плосконапряженного состояния поверхности. Имплантированный ион раздвигает соседние атомы появление радиационных дефектов (вакансий, между-узельных атомов) в большинстве металлов также приводит к напряжениям сжатия. Эпюра напряжений при небольших дозах легирования практически повторяет распределение легирующей примеси, однако рост напряжений ограничен пределом прочности материала. При увеличении дозы выше критической происходит сброс напряжений за счет пластического течения или хрупкого разрушения. Эпюра остаточных напряжений приобретает платообразный вид с постепенным выходом максимума на поверхность. С точностью до масштабного множителя эпюра напоминает распределение примеси при высоком уровне легирования, когда становятся существенными процессы распыления. Согласно оценкам для модели твердых сфер, внедряемых в сплошную среду [126], пластическое течение в ионно-имплантированном слое при легировании чистых металлов собственными ионами начинается при дозах порядка Ю —10 ион/см , т. е. при концентрации легирующей примеси, не превышающей десятых долей процента. Реальная картина значительно сложнее и требует учета возникающих при торможении ионов дефектов строения, места расположения внедренных ионов в кристаллической решетке, анизотропии констант упругости. Многочисленные экспериментальные данные по легированию сталей ионами азота указывают на начало роста твердости стали при дозе порядка 10ион/см . При этом концентрация примесных атомов слишком мала для образования вы сокопрочных выделений [c.90]

На фиг. 185 показана характеристика гидравлического тормоза. Нри полном заполнении тормоза водой поглощается мощность по кривой ОА. Режиму А соответствует нагревание воды до кипения. Прямая АВ представляет ограничение мощности по нагреванию воды. Участок ВС соответствует ограничению скорости вращения из условия прочности. Кривая ОС дает ограничение мощности нижним пределом, представляющим мощность трения в механизме тормоза без воды. Может быть еще ограничение по крутящему моменту из условия прочности (на фиг. 185 его нет). Точки, определяемые значениями jV и п для заданного режима работы двигателя при испытании, должны укладываться внутри площади OAB O характеристики тормоза. Тормоз для испытания должен подбираться с учетом его характеристики. [c.230]

Критерии разрушения таких материалов должны строиться с учетом членов высшего порядка тензорного полинома. Эти члены должны подчиняться дополнительным геометрическим и алгебраическим ограничениям, вытекающим из сформулированных ранее основных требований к поверхности прочности и состоящим в том, что поверхность прочности должна быть односвязной и каждая радиальная траектория нагружения должна пересекать ее только в одной точке. Указанные ограничения можно установить, анализируя тензорный полином третьей степени результаты этого анализа по индукции экстраполируются на полиномы четвертой и более высоких степеней. Тензорно-полиномиальный критерий разрушения третьей степени можно записать в следующей форме (вытекающей из уравнения (56)) [c.455]

Сущ ественное значение для условия прочности (1.1) имеет назначение и статистическое обоснование гарантируемых характеристик механических свойств (особенно Стьт и на базах до 10 —2-10 ч), а также уточнение запасов с учетом накопления опыта проектирования, изготовления и эксплуатации. Последнее становится все более важным по мере расширения применения конструкционных материалов повышенной и высокой прочности, что обычно требует некоторого увеличения запасов. В то же время следует иметь в виду, что достижение предельного состояния (статическое кратковременное или длительное разрушение, накопление недопустимо больших неупругих деформаций в конструкциях) по условию (1.1) для эксплуатационных условий возможно только в крайне ограниченном числе ситуаций (преимуш е-ственно аварийных). [c.16]

Ряды функциональных допусков. Ряды допусков построены по функциональному признаку из условия обеспечения прочности базовых деталей стыкового соединения (см. гл. 6). При построении рядов принята закономерность изменения в зависимости от толщины стенки Аг=пЗ с учетом налагаемых ограничений А на смещение. Любое смещение должно быть не более 11282 = = 5 мм — для монолистов с 5>20 мм, 1X1 = 3 мм — для биметалла со стороны основного слоя, но не более 50% толщины коррозионно-стойкого слоя. В соответствии со стандартными параметрическими рядами на конструкции допуск с одной толщиной распространяется на интервал диаметров. Нормированы три ряда допусков 1,2 л 2а из них ряды 1 л2 построены по принципу полной [c.165]

Оценка работоспособности по механическим свойствам. Коэффициент работоспособности. В реальных изделиях часто наблюдается случайность в распределении прочности конструкции и действующей нагрузки. Случайность в распределении прочности обусловлена допусками на физико-механические свойства материала и геометрические параметры конструкции. Случайность в распределении нагрузки вызвана нестабильностью эксплуатационной ситуации (окружающей среды). Расчет сводится к оценке истинных гипотез коь инированных событий и нахождению случайности в распределении событий параметрического прогнозирования. Оба события (распределение нагрузки и прочности конструкции) являются истинными, и совместность их проявления оценивается коэф-фшщентом работоспособности. Если принять, что наблюдается нормальное распределение, то в критическом случае выбора показателя работоспособности происходит наложение площадей, ограниченных кривыми рассеяния нагрузки и прочности полученная ситуация отображена на рис. 6.9. Область наложения площадей кривых 5 соответствует вероятности отказа. Показанная на рис. 6.9, а ситуация с использованием вероятностей значительно отличается от случая, когда учитывается лишь запас прочности. Вероятность отказа может быть совершенно различной при одном и том же запасе прочности, при разных формах кривых (или разных средних квадратических отклонениях), нагрузки и прочности материала. Существенно новый подход к формированию качества изделий с учетом надежности требует учитывать вероятностное распределение свойств нагрузки и конструкций. Гарантией надежной работы изделия служит тот случай, когда математическое ожидание прочности превьинает математическое ожидание нагрузки при этом допускается некоторое наложение площадей кривых распределения, вычисляемых с помощью нормальной функции распределения Ф ( ) ис. 6.9, б). Известно, что [c.246]

Третий этап — формирование модели (либо совокупности моделей) взаимодействия разрабатываемой конструкции и внешней среды, т. е. модели функционирования, построенной для всех этапов жизненного цикла изделия с учетом зависимостей, отража-10ЩИХ реальные физические процессы и трансформации объекта проектирования в процессе эксплуатации. Основная цель этого этапа — исследование моделей функционирования по всем параметрам, определяющим качество искомого технического решения. Именно на этом этапе разработки целесообразно привлечь методы оптимизации с целью выявления наилучшего варианта конструкции. Наиболее существенные принципиальные трудности, возникающие при реализации решения многокритериальная природа задачи необходимость учета большого числа факторов многообразие критериев условной оптимизации отсутствие простых и достаточно отработанных способов вычисления условных функционалов, задания конструктивных и технологических ограничений при моделировании реальных физических процессов и др. В связи с этим многовариантное исследование прочности конструкций на основании анализа моделей функционирования для получения рациональных, надежных и всесторонне обоснованных конструкторских решений следует признать более целесообразным, чем глобальная оптимизация разрабатываемых конструкций (что, конечно, не исключает возможности локального использования методов оптимизации конструкций на отдельных этапах проектирования). [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...