Статистические методы оценки прочности и надежности

СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ [c.590]

Общие принципы оценки термопрочности. Основной целью прочностного расчета является обеспечение надежной работы машины в эксплуатации в течение требуемого ресурса. С учетом случайного характера действующих нагрузок, свойств материала, допусков на изготовление и других факторов оценка надежности должна носить вероятностный характер. Статистическим методам оценки прочности [c.93]

Феноменологический и физический пути построения критериев. Описанный выше подход к построению критерия для оценки границы перехода материала в предельное состояние имеет чисто феноменологический характер, никак не связанный с дискретностью строения материи поэтому и сами критерии имеют чисто феноменологический характер. В отличие от феноменологического, мыслим и физический подход к решению проблемы. Однако даже в случае линейного напряженного состояния или чистого сдвига теоретически находить характеристики, определяющие переход материала в предельное состояние, удается лишь для монокристаллов идеальной структуры. В случае же наличия многообразных дефектов структуры монокристалла, а тем более в случае поликристаллического тела (металла), проблема до сих пор не разрешена надежно даже для отмеченных выше элементарных однородных напряженных состояний. В настоящее время предпринимаются многочисленные попытки в направлении построения физических теорий с использованием методов математической статистики и теории вероятностей, к сожалению, пока далекие от возможности непосредственного широкого их использования в практических расчетах. Больше других удалось исследовать вопросы хрупкого разрушения, в том числе рассмотреть масштабный фактор и изменчивость прочности, а также явление усталости. Однако будущее принадлежит именно статистическим теориям, описывающим физику явления с единых позиций. [c.539]

Вследствие большого количества факторов, влияющих на эксплуатационные свойства изделий, и отсутствия методов оценки ряда свойств материалов трудно дать общую методику расчета на прочность, точность, надежность и другие свойства изделий, а также сформулировать эксплуатационные требования к методам формообразования деталей машин. Для оценки надежности и долговечности наряду с расчетом на прочность износостойкость и другие эксплуатационные свойства изделий часто используют теории точности и ошибок, вероятностные и статистические методы. [c.382]

Хотя конструктивный анализ нельзя отнести полностью к точным наукам, тем не менее методы, используемые для анализа конструкций электронных устройств, довольно хорошо разработаны. Применяемые математические и статистические методы подробно описаны в гл. 4, т. I, и гл. 1, т. II. Прогноз надежности электронных систем включает определение числа и типов электронных элементов, выбор (по справочникам или по данным испытаний) показателей надежности для элементов, принятие определенных окружающих условий, установление пределов облегчения режимов работы элементов, определение степени резервирования схем и, наконец, оценку внутренне присущей конструкции надежности. Расчеты для систем средней и более высокой сложности обычно производятся на электронной вычислительной машине. Предсказанный на основе такого анализа показатель надежности хотя и не является точной величиной, но все же позволяет грубо оценить, близка ли надежность конструкции к требуемой надежности. Результаты анализа функциональных механических, гидравлических и пневматических конструкций обычно менее точны. Это объясняется тем, что по используемым элементам обычно имеется меньше данных. Анализ надежности силовых элементов основывается на оценке запасов прочности и преобразовании их с помощью соответствующей системы взвешивания в показатели надежности. [c.42]

Для оценки прочности с учетом вероятностного характера конструктивных параметров и нагрузок требуются другие методы, основанные на теории вероятностей и статистической механики. Поэтому вводится понятие надежности системы Н, которая оценивается вероятностью выполнения неравенства (9.7) [c.377]

При оценке результатов статистических расчетов на прочность следует обращать внимание в первую очередь на порядок цифр. Так, вероятность появления трещин в этих деталях (и расчетная и эксплуатационная) составляет десятые (например 0,787), а вероятность хрупкого разрущения этих деталей с трещинами это тысячные и десятитысячные, что также соответствует ситуации в эксплуатации. Это в свою очередь свидетельствует о том, что физические модели отказов в обоих случаях сформированы верно, статистические распределения, определяющие надежность, в целом достоверны, критерии отказов верны. Поэтому расчеты вероятности наступления столь редких событий, как разрушения, приобретают право на практическое использование, так как позволяют получить важнейшую информацию о прочности изделия, которую никакими другими методами получить нельзя. Инженер XXI в. обязан иметь пред-, ставление об этих расчетах. [c.378]

Но эти нормативы используют традиционные методы и не учитывают в полной мере сочетания различных факторов, статистического разброса механических свойств труб и сварных соединений, параметров формы, начальной дефектности и возможности ее роста. Так, в нормативных материалах указываются допустимые параметры овализации концов труб, разнотолщинности, дефекты в сварных соединен>1ях, но отсутствуют методы, позволяющие оценить эти дефекты в расчетах на прочность и надежность, особенно с учетом фактора времени. Кроме того, в них отсутствует сама постановка задачи оценки надежности линейного сооружения на стадии проектирования с учетом указанных допустимых дефектов и их сочетаний, а также прогноза срока служ- [c.13]

Для получения достоверных сведений по усталостной прочности титановых сплавов конкретной структуры не(обходима количественная оценка разброса результатов циклических испытаний. При этом предел выносливости определяют с заданной вероятностью неразрушения, т.е. оценивают его надежность. Уже первьге статистические обработки результатов усталостных испытаний титановых сплавов показали высокие значения коэффициента вариации условного предела выносливости [96— 98]. Учитывая большой разброс, наиболее правильно для анализа усталостных свойств титановых сплавов применять методы математической статистики и теории вероятности. Для этого строят полные вероятностные диаграммы, например по системе, предложенной Институтом машиностроения АН СССР [99, 100]. Эта система основана ра разделении процесса усталостного разрушения на две стадии до появления макротрещины и развитие трещины до разделения образца на части. При анализе предела выносливости гладких образцов это разделение не имеет принципиального значения, так как долговечность до появления трещины Л/ и общая долговечность до разрушения образца Л/р близки. Часто Jртя построения полных вероятностных диаграмм усталости за основу берут наиболее простой метод, предложенный В. Вейбуллом [ 101 102, с. 58 — 64]. Для построения полной вероятностной кривой необходимо испытать достаточно большие партии образцов (30—70 шт.) на нескольких уровнях амплитуды напряжений, которые должны быть выше предела выносливости (см., например, рис. 92). На каждом из этих уровней по гистограмме определяют вероятность разрушения при данной амплитуде напряжений. Далее ст ят кривую Веллера по средним значениям долговечности. По гистограммам строят кривые равной вероятности в тех же координатах (а — 1дЛ/). Затем строят семейство кривых, определяющих не только зависимость долговечности от амплитуды напряжений, но и вероятности разрушения от заданных амплитуды напряженйй и долговечности. Далее, принимая математическую форму распределения вероятности, на данном уровне напряжений можно строить кривые зависимости либо от амплитуды напряжений при заданной базе испытаний Л/, [c.141]

Второе направление — определение показателей надежности при проектировании. Следует заметить, что разработанный академиком Е. А. Чудаковым метод расчета автомобильных конструкций на прочность в виде коэффициентов запаса не позволяет перейти к оценке ресурсов деталей фактически речь идет об интуитивном методе прогнозирования, когда проектируемые детали сравниваются с аналогичными деталями, хорошо зарекомендовавшими себя в эксплуатации. Поэтому, начиная с 60-х годов применительно к деталям шасси автомобиля, получили равитие вероятностно-статистические методы, наибольший вклад в разработку которых внесли Н. А. Бухарин, Б. В. Гольд, И. Г. Пархиловский, И. С. Цитович, [c.3]

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 ...