Прогнозирование ресурса и механика разрушения

В настоящей книге для прогнозирования ресурса применяем вариант теории надежности, предложенный автором (1959 г.). Поведение объекта рассматриваем как результат его взаимодействия с окружающей средой. Современное состояние механики материалов и конструкций (теории упругости и пластичности, строительной механики, механики разрушения и др.), а также прикладных методов расчета машин и конструкций позволяет с большой степенью достоверности предсказывать поведение механических систем, если известны свойства материалов и заданы внешние воздействия. В теории надежности механических систем свойства материалов и воздействий приняты случайными, поэтому поведение объекта также носит случайный характер. Нормативные требования и технические условия эксплуатации накладывают определенные ограничения на эти параметры. Ограничения могут быть сформулированы в виде условия нахождения некоторого случайного вектора, зависящего от времени и характеризующего качество объекта, в заданной области. Отказам [c.12]

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕСУРСА И МЕХАНИКА РАЗРУШЕНИЯ [c.13]

Теоретической основой для прогнозирования ресурса в условиях накопления повреждений и развития трещин служит механика разрушения. Этот раздел механики материалов и конструкций находится сейчас в состоянии интенсивного развития, главное направление которого — механика тел, содержащих трещины. Хотя первые классические работы по механике трещин были выполнены в 20-е годы, интерес к проблеме возник лишь в последние десятилетия. Можно назвать по крайней мере две причины, вызвавшие этот интерес. Во-первых, в течение длительного времени экспериментаторам не удалось систематизировать и научно обобщить результаты испытаний материалов и конструкций при различных силовых, тепловых и прочих воздействиях. Появилась необходимость иметь более прочную теоретическую основу для описания механизмов разрушения, чем инженерные критерии прочности. Во-вторых, повысился технический уровень наблюдений над объектами в процессе эксплуатации, а также над объектами, пришедшими в аварийное состояние. Обнаружено, что во многих случаях узлы и конструкции продолжают успешно функционировать несмотря на наличие в них усталостных трещин и других трещиноподобных дефектов. Трещины могут быть устойчивыми, их рост можно контролировать и прогнозировать. Чтобы обоснованно судить о возможности эксплуатации технических объектов с механическими повреждениями, надо было развивать механику разрушения. [c.15]

Модели обоих типов рассмотрены в гл. 4 в связи с задачами механики разрушения. (Отдельные зерна или волокна материала выполняют роль элементов, число которых в образце может быть весьма велико. Разрушение может происходить как по схеме диффузной модели [16], так и по схеме фронтальной модели —вследствие развития магистральной трещины [9]. Модели механики разрушения распространены на прогнозирование показателей надежности машинных агрегатов, состоящих из большого числа однотипных элементов [23 . При этом рассмотрены некоторые новые вопросы, представляющие интерес с точки зрения проектирования и эксплуатации таких машин установление связи между показателями надежности элементов, полученными на основе программных ресурсных испытаний изолированных элементов, и соответствующими показателями при работе элементов в системе прогнозирование остаточного ресурса машин с учетом показателей надежности элементов, полученных при стендовых испытаниях, данных о предыстории нагружения и последовательности отказов в данной машине установление оптимальных сроков очередных профилактических мероприятий и снятия оборудования с эксплуатации на основании тех же данных и т. п. [c.190]

Сейчас механика разрушения является одной из наиболее бурно развивающихся областей механики. К числу основных направлений ее исследований относятся проблемы разрушения в условиях значительных пластических деформации, разработки методов механики разрушения неметаллических материалов (композиты, керамика, полимеры, бетон, горные породы и т. д.), изучение распространения трещин при динамическом нагружении и при наличии агрессивных сред, прогнозирование ресурса и падежиости алементов конструкции с учетом случайного характера возникповения и развития в них дефектов. Не следует забывать и о положительных аспектах разрушения и связанных с этой задачей проблемах облегчение разрушения при резании, разрушение нри извлечении ценных пород и др. [c.70]

Механика тел с трещинами располагает большим числом достоверных и фундаментальных результатов, механика же рассеянного повреждения до последнего времени оставалась полуэмпиричёской. До последнего времени не было стыковки между описанием процесса накопления повреждений и процессом роста макроскопических трещин. Пока эта стыковка не была достигнута [7, 11 ], приложение механики разрушения к задачам прогнозирования ресурса вызывало затруднения. В связи с несовершенством средств неразрушающего контроля и риском пропуска трещин это замечание отчасти справедливо также по отношению к прогнозированию индивидуального ресурса. [c.16]

Интерес к проблеме усталостного разрушения металлических материалов, на наш взгляд, связан со следующими причинами. Во-первых, с важностью проблемы усталостного разрушения ответственных металлических конструкций. Например, ресурс планера и двигателей современных самолетов связан с усталостной долговечностью и т.д. Второй причиной является то, что хрупкому разрушению металлических конструкций на практике часто предшествует подрастание усталостной трещины, что существенно снижает несущую способность. В-третьих, использование подходов механики разрушения позволило в последнее время достигнуть значительных успехов в оценке и прогнозировании трещиностойкости и долговечности металлических материалов и конструкций. В том случае, когда в конструкции или в детали наличие трещин недопустимо, определение порогового коэффициента интенсивности напряжений позволяет оценить размер допустимого металлургического или технологического дефекта для случая циклического деформирования. В-четверть1х, методы испытаний на усталость и циклическую трещиностойкость, так же как и методы определения ударной вязкости, оказались чувствительными к структурному состоянию материала- Кроме того, при проведении усталостных испытаний методически легче проследить кинетику накопления повреждений. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...