Теория надежности машин и конструкций

В соответствии с [5, 7] сформулируем постановку основных задач теории надежности машин и конструкций, опираясь на основные понятия системной теории надежности и учитывая современное состояние механики материалов и конструкций. [c.41]

Теория надежности останется как в ближайшей, так и в отдаленной перспективе основной для прикладных. методов расчета и для разработки норм проектирования, расчета и эксплуатации механических систем. Эта теория находится на стыке механики и ряда разделов прикладной математики и информатики математической статистики, теории принятия решений, технической диагностики. Перечисленные дисциплины относятся к числу фундаментальных научных направлений. Методологические вопросы теории надежности машин и конструкций также могут быть отнесены к фундаментальным вопросам науки. [c.56]

Наряду с традиционными направлениями теории надежности машин и конструкций (статистический анализ нагрузок, воздействий и механических свойств материалов, обоснование выбора расчетных нагрузок и их сочетаний, методология назначения коэффициента запаса) в ближайшем будущем получат развитие новые направления. Среди них методология оценки надежности и остаточного (безопасного) срока службы технического объекта с целью принятия решений о его дальнейшей эксплуатации. К другим новым направлениям относятся методы прогнозирования надежности по расчетным схемам, мак- [c.56]

ТЕОРИЯ НАДЕЖНОСТИ МАШИН И КОНСТРУКЦИЙ [c.26]

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ МАШИН И КОНСТРУКЦИЙ [c.34]

Вычисления по формулам (2.36)—(2.38) не выходят за пределы элементарной теории вероятностей. Назовем модели отказов, приводящие к вычислениям этого типа, элементарными. Эти модели рассматривали в основном па стадии зарождения теории надежности машин и конструкций. Среди них простейшая модель нагрузка — 44 [c.44]

В обш,ем случае не суш,ествует единственного решения задачи о нахождении детерминистических нагрузок, расчет на которые обеспечивал бы заданные показатели надежности для конструкций, находящихся под действием случайных нагрузок. Этим можно объяснить существенные расхождения между рекомендациями норм различных стран и (или) различных ведомств к вопросу о выборе коэффициентов сочетаний нагрузок. Для устранения неопределенности нужно дополнить уравнения типа (6.23)—(6.26) соотношениями, образующими вместе с этими уравнениями замкнутую систему. Проблема сочетания нагрузок и воздействий составляет один из наименее изученных разделов теории надежности машин и конструкций. Вернемся к этой проблеме несколько позднее, а пока рассмотрим случай однопараметрического воздействия. [c.227]

Вместе с тем, несмотря на имеющиеся достижения, проблема надежности не решена еще достаточно полно. Пока нет соответствующей общесоюзной комплексной программы. В настоящее время, образно говоря, здание науки о надежности машин и конструкций, фундаментом которого является теория надежности, находится на стадии строительства. [c.7]

Все это связано с тем, что работоспособность машин и конструкций в условиях, низких температур и теоретически, и практически изучена недостаточно. Для оценки работоспособности большинства машин, применяемых на Севере, общие принципы математической теории надежности оказываются малопригодными, а физические аспекты этой теории — неизученными. До сих пэр нет единых основ подхода к созданию техники, учитывающей специфические особенности Севера, [c.5]

Рассмотренные механизмы разрушения поликристалличе-ских материалов дают основное представление о современном понимании многих явлений, происходящих при хрупком разрушении реальных деталей машин и конструкций. Указанные явления могут быть положены в основу развития физических теорий надежности деталей машин и конструкций, заложенных в формуле (3). [c.28]

Развитие указанного выше комплексного подхода к проблеме обеспечения надежности изделий машиностроения при рациональном сочетании фундаментальных решений вопросов теории надежности и прикладных задач повышения ресурса машин и конструкций является одной из важнейших задач современного машиноведения [1-4]. [c.7]

Методы теории вероятностей и теории надежности, несомненно, останутся в перспективе мощным и весьма полезным средством теоретического истолкования, исследования и совершенствования нормативных методов расчета. Подчеркивая их значение для исследования и уточненного расчета, следует в то же время высказать мнение, что нормативные методы расчета машин и конструкций по своей форме должны все же оставаться детерминистическими, а соответствующие расчетные величины и нормативные коэффициенты должны назначаться и корректироваться в первую очередь на основе опыта проектирования, монтажа и эксплуатации. [c.64]

Вторая особенность — машины и конструкции целиком или в основной части представляют собой механические системы. Вопросы надежности впервые были поставлены именно при расчетах механических систем, точнее, в связи со статистическим истолкованием коэффициентов запаса и допускаемых напряжений. Однако теория надежности в ее современном виде возникла в 50-е годы, в начале бурного развития электроники и вычислительной техники. Аппарат теории надежности в то время разрабатывали главным образом применительно к системам, элементы которых взаимодействуют между собой с точки зрения сохранения работоспособности по некоторым логическим схема.м. Основная задача теории надежности состоит в оценке показателей надежности систем по известным показателям отдельных элементов. Обычно эти элементы представляют собой изделия массового производства, которые могут быть испытаны [c.11]

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]

Основные понятия теории надежности носят универсальный характер и в принципе применимы к объектам самой различной природы и структуры. Эти объекты могут включать агрегаты, узлы, блоки, которые в свою очередь могут быть механическими, электрическими, химическими, биологическими и другими системами. Примером служит задача о надежности системы, состоящей из объекта управления, системы управления и человека-оператора. Практическое применение методов системной теории надежности для расчета ряда объектов связано с серьезными затруднениями. Сложный характер взаимодействия элементов и подсистем между собой, а также с окружающей средой, трудность или невозможность получения достаточной информации о показателях надежности элементов типичны для многих классов объектов, в том числе для большинства машин и конструкций (см. 1.3). Единственный путь для преодоления трудностей состоит в развитии направления теории надежности, которое естественным образом включает описание физических процессов взаимодействия объекта с окружающей средой, переход системы в неработоспособное состояние как физический процесс. При этом описание поведения объекта с точки зрения его работоспособности становится органически связанным с описанием процесса функционирования системы. [c.34]

Расчеты машин и конструкций на прочность, — одна из старейших областей прикладных наук. Уже в прошлом веке были созданы уникальные инженерные сооружения, например мосты больших пролетов, которые продемонстрировали не только высокий уровень инженерных решений, но и хорошую точность расчетов. Последняя была обеспечена благодаря успешному развитию сопротивления материалов, строительной механики и теории упругости. История развития теории надежности проиллюстрирована диаграммой, приведенной на рис. 2,4. Элементы теории надежности можно найти [c.34]

ПРИЛОЖЕНИЕ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ К РАСЧЕТУ МАШИН И КОНСТРУКЦИЙ [c.56]

Еще одна группа факторов, которые необходимо учитывать в приложениях теории надежности к расчету конструкций и машин, отражает неполноту и частичную неопределенность используемой информации. Эта неопределенность имеет, по крайней мере, два источника. Первый источник связан с те.м, что предметом теории надежности служат случайные события, величины и процессы. Для выбора вероятностных моделей и назначения их параметров имеется статистическая информация, объем которой всегда ограниченный, приче.м часто недостаточный. Второй источник — отсутствие информации о некоторых сторонах явлений или о параметрах моделей. [c.59]

Изложены основные разделы статистической механики, основы теории надежности и их использование в практике проектирования приборов, машин и конструкций в различных отраслях промышленности. Описана теория случайных колебаний механических систем с конечным числом степеней свободы и систем с распределенными параметрами. Приведены методы численного решения прикладных задач статистической динамики рассмотрены теория и численные методы определения надежности элементов конструкций, а также нетрадиционные задачи, при решении которых нельзя воспользоваться методами статистической динамики. [c.2]

Направление научной деятельности - развитие теории и методов расчета на прочность, надежность и долговечность деталей машин и конструкций при статических и динамических нагрузках. [c.287]

Теория надежности возникла из потребности рассчитывать на прочность такие инженерные конструкции, опыта эксплуатации которых у человечества не было. Это ракетные и спутниковые системы, крупные и особо крупные самолеты, атомные и химические реакторы и т. д. Однако по мере накопления опыта эксплуатации машин и сооружений, спроектированных с применением методов теории надежности, начинают складываться нормы допускаемых значений [1 ] и [Р], соответствующих вероятностям Я и Р. Таким образом, вновь проектируемые изделия должны удовлетворять условиям [c.74]

Теория и практика гидравлических и газовых машин — это обширная инженерная наука, богатая своим огромным опытом, многочисленными результатами и достижениями. Качественные показатели совершенства газовых и гидравлических машин связаны с их экономичностью, прочностью, надежностью регулирования и действия, причем для авиационных и ракетных конструкций остро стоят проблемы компактности их габаритов и минимума веса. Решения, оптимальные в целом, получаются как компромиссы, в возможность достижения которых совершенство аэрогидродинамических процессов дает основной вклад. [c.90]

Авторы монографии — достаточно известные специалисты в области исследования работоспособности машин, механизмов и конструкций в условиях низких температур. Их первые работы были опубликованы в 1963 г. С тех пор авторы усовершенствовали методы сбора, обработки и анализа информации по аварийности машин и механизмов, выполнили ряд оригинальных исследований, связанных с хрупким разрушением и абразивным изнашиванием металлов, и начали развивать основы физической теории низкотемпературной надежности технических устройств. [c.3]

Шаумян считал, что учить студентов нужно не знанию различных конструкций и технологических процессов, которых великое множество, а общим закономерностям автоматостроения, методам анализа и синтеза автоматов и автоматических линий на основе научных положений теории производительности, надежности, экономической эффективности. При этом любые технологические процессы и конструкции машин, изучаемые в курсах, должны быть не самоцелью, а рассматриваться как взаимозаменяемые примеры, иллюстрирующие общие закономерности проектирования и эксплуатации автоматов и линий. [c.103]

В предлагаемой читателю книге сделана попытка проанализировать и обобщить опыт создания главных циркуляционных насосов для АЭС и сформулировать некоторые рекомендации, которые представляются авторам существенными. Приведены также описания конструкций и экспериментальной отработки насосов и их основных узлов в стендовых условиях, результаты эксплуатации ГЦН в условиях АЭС, изложены соображения о. перспективе дальнейшего совершенствования их конструкций. Особое внимание уделено инженерным вопросам конструирования, обеспечивающим надежность насосного агрегата. Используя имеющуюся информацию и личный опыт, авторы ставили цель довести до читателя представления об оптимальных решениях основных узлов и сформулировать соответствующие рекомендации, которые могли бы помочь конструктору в практической деятельности. Излагаемый материал в значительной степени может быть использован при создании насосов не только для АЭС, но и для других отраслей промышленности. В книге не приводятся известные методы гидравлических и прочностных расчетов, поскольку они достаточно хорошо освещены в литературе [1, 2 и др.]. В тех случаях, когда обращение к теории лопастных машин было необходимо для последовательного изложения материала, это делалось в весьма сжатой форме. [c.3]

Наиболее распространенными причинами выхода из строя деталей и рабочих органов машин являются износ и повреждение нх поверхностей. Известно, что совместное действие механических, металлургических и коррозионных факторов ргз-ко повышает вероятность повреждений и внезапных отказов действующих технологических устройств. Обеспечение коррозионной устойчивости изделий из металлов и сплавов — залог надежности и долговечности машин, аппаратов и конструкций. Поэтому курс Коррозия и защита металлов несомненно должен занять соответствующее место в учебных планах всех технологических и машиностроительных вузов (объем курса и уточнение его названия зависят от специализации студентов). Основной задачей такого курса является ознакомление студентов с теорией и практикой различных процессов коррозии металлов и сплавов и способами защиты от коррозионного разрушения. Предполагается, что в первой части курса должны быть изложены основные вопросы теории науки о коррозии и защите металлов, даны общие представления о возможности прогноза процессов коррозии. Вторая часть курса должна быть специализирована с учетом профиля вуза. [c.115]

На основании данных теории старения машин конструкторы и технологи при создании новых машин в дальнейшем будут добиваться постепенного повышения параметров конструкций по удобству монтажа и обслуживания машин потребителями, по надежности и долговечности их элементов. [c.7]

Технический прогресс в машиностроении, совершенствование машин и оборудования, усложнение их конструкции и повышение требований к их безотказности и долговечности настоятельно требуют разработки теории надежности. Если по теории надежности, а также по вопросам практического ее приложения в области радиотехники, электротехники и отчасти в области механических систем, в последние годы издано значительное количество теоретической и технической литературы, то по вопросам гидравлических приводов подобная литература практически отсутствует. [c.3]

В отличие от высокого уровня постановки расчетов деталей и конструкций на прочность, жесткость и устойчивость, современное состояние теории трения и изнашивания не дает конструктору надежных методов расчета сопряженных пар на износ и большинства изнашивающихся деталей на долговечность, на заранее предусматриваемый срок службы. Даже гидродинамическая теория смазки, развитие которой началось свыше 90 лет назад, не позволяет выполнить расчет подшипника с жидкостной смазкой с той же надежностью результатов, как расчет балки методами сопротивления материалов. Однако теория и инженерная практика повышения износостойкости и надежности работы трущихся деталей располагают большим количеством важных качественных зависимостей, результатов экспериментальных исследований и наблюдений, использование которых позволяет существенно повысить сроки службы машин. К сожалению, эти материалы не могут в полной мере использоваться вследствие их обширности и разрозненности. Систематизация, обобщение и представление их в доступной форме применительно к запросам конструкторов, технологов и работников служб главного механика, заводских лабораторий и эксплуатационников — такую цель и имеет настоящее издание. [c.8]

Одна из важнейших задач на ближайшую перспективу, которая, кстати, позволит преодолеть многие трудности по внедрению элементов теории надежности машин и конструкций в практику, - создание математического обеспечения для комплексного решения задач надежности. Эта работа уже ведется за рубежом, правда, на основе элементарных моделей и приближенных численных методов типа FORM и SORM. [c.64]

Прогнозирование ресурса — составная часть теории надежности машин и конструкций. Под надежностью понимают способность технического объекта выполнять заданные функции в течение заданного отрезка времени или заданной наработки. В понятие надежности, полное определение которого дано в ГОСТ 13377—75, входит ряд свойств объекта безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. Одним из цецтральных понятий теории надежности является отказ — событие, которое заключается в нарушении работоспособного состояния объекта. В теории надежности отказ трактуют как случайное событие, принимая за один из основных показателей надежности вероятность безотказной работы в течение заданного отрезка времени или в пределах заданной наработки. [c.11]

Силовое и кинематическое взаимодействие элементов машин и конструкций носит более сложный характер. Поведение этих объектов существенно зависит от их взаимодействия с окружающей средой, а также характера и интенсивности процессов эксплуатации. Для предсказания поведения деталей машин и элементов конструкций необходимо рассматривать процессы деформирования, изнашивания, накопления повреждений и разрушения при переменных нагрузках, температурах и других внешних воздействиях. Чтобы судить о показателях безотказности и долговечности объекта в целом, недостаточно знать только показатели отдельных элементов. К тому же, многие конструкции и машины уникальны или малосерийны, их блоки и агрегаты слишком громоздки или дороги, поэтому нельзя рассчитывать на накопление статистической информации на основе их стендовых или натурных испытаний. В связи с этим для оценки показателей безотказности и долговечности механических систем применяют в основном расчетно-теоретический метод, основанный на статистических данных относительно свойств материалов, нагрузок и воздействий. В этом наиболее существенное отличие теории надежности машин и конструкций как от системной теории надеж-ности, так и от параметрической теории. [c.12]

Даны основы теории надежности, ее математические модели, методы прогнозирования надежности машин и перспеЕТЯВЫ развития теории надежности, а также факторы, определяющие надежность. Рассмотрены проблемы исследования надежности изделий на этапе экспериментальной отработки обеспечения эксплуата101они 1х свойств деталей, определяющих надежность машин оптимизации конструкций машин по показателям надежности. [c.4]

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 прогнозировать поведение механических систем, если известны свойства материалов и заданы внешние воздействия. В теории надежности механических систем принято, что свойства материала и воздействий являются случайными поэтому поведение объекта также носит случайный характер. Нормативные требования и технические условия эксплуатации накладывают определенные ограничения на эти параметры, которые могут быть сформулированы в виде условия нахождения некоторого случайного вектора, зависяшего от времени и характеризующего качество объекта, в заданной области. Отказам и предельным состояниям соответствуют выходы этого случайного вектора из области допустимых состояний. Таким образом, основная задача теории надежности-оценка вероятности безотказной работы на заданном отрезке времени - све 1ена к задаче о выбросах случайных процессов. Соединение методов механики материалов и конструкций с теорией случайных процессов составляет основу современной теории надежности механических систем [5, 7]. [c.39]

Рост рабочих параметров машин и конструкций и связанное с ним повышение требований к их надежности при одновременном снижении материалоемкости вызвали развитие методов изучения напряженного и деформированного состояния элементов конструкций (машин) от силовых и тецловых нагрузок. В исследовании напряженного и, в частности, термо-напряженного состояния элементов конструкций параллельно развиваются два направления экспериментальное и расчетное. Среди экснеримеН тальных исследований весьма результативными являются исследования напряжений и деформаций на моделях и натурных конструкциях [1—4]. Привлечение для модельных исследований методов трехмерной фотоупругости дало возможность находить температурные напряжения как на поверхности модели, так и по ее сечениям [1, 5, 6]. Что касается расчетных исследований, то численные методы с применением ЭВМ вошли в практику решения задач теории упругости как наиболее универсальные, позволяю-ш ие решать многие задачи теории упругости и термоупругости в принципе с любой желаемой степенью детализации. Наибольшее распространение в настоящее время получили два метода метод конечных элементов (МКЭ) и вариационно-разностный метод (ВРМ). [c.102]

Вследствие непрерывного возрастания требований к быстроходности, экономичности, долговечности, надежности и к снижению веса машин в расчетах на прочность должны учитываться не только различные режимы работы и динамические нагрузки, но п технологические, а также эксплуатационные факторы. В расчетах на прочность деталей машин и конструкций все шире используют результаты, полученные в теории стеря<ней, пластин, оболочек, в теории упругости, пластичности и выносливости (усталости). Все это часто приводит к тому, что в процессе разработки машины конструктор не имеет возможности провести обоснованные расчеты на прочность, и такие расчеты после выпуска чертежей выполняют инженеры-расчетчики. [c.3]

Большая часть расчетов машин и конструкций основана на нормативных документах, предназначенных для использования в широкой практике конструкторских бюро, проектных организаий, заводов. Эти документы не ориентированы на использование в явной форме вероятностных моделей и ограничиваются лишь ссылками на статистические источники для получения расчетных данных и пути их уточнения. Однако в последнее время результаты теории надежности все шире применяют при разработке, уточнении и обосновании нормативных материалов. Начата работа по созданию норм второго и третьего поколений, основанных непосредственно на вероятностностатистических методах. Эти методы начали широко использовать при расчете особо ответственных объектов, при анализе крупных аварий и т. п. В некоторых отраслях уже разработаны оправдавшие себя на практике инженерные методики назначения показателей безотказности, долговечности и безопасности [61 ]. Примером служит гражданская авиация, где в силу специфики отрасли нормирование безопасности составляет предмет обсуждений и соглашений на международном уровне. Развернута программа аналогичных работ в области атомной энергетики и освоения континентального шельфа. В каждой отрасли проблему решают по-разному, однако методические основы носят общ,ий характер. [c.56]

Большинство норм расчета носят детерминистический характер. Часто высказывают сомнения в принципиальной возможности применения теории надежности к машинам и конструкциям, особенно если они уникальные или малосерийные. Связанные с этим проблемы рассмотрены в работах [17, 88]. Основное затруднение — неполнота и недостоверность статистической информации для выбора вероятностных моделей и оценки их параметров. Но это затруднение типично для многих других прикладных теорий, основанных на вероятностно-статистических методах. Назначение теории в таких случаях—дать общую схему расчета и указать направления, по которым должно идти совершенствование нормативных материалов и накопление статистической информации. [c.60]

Качесгво создаваемых машин и механизмов в значительной мере определяется полнотой разработки и использования методов теории механизмов и машин. Чем более полно будут учтены при построении механизмов и машин критерии производительности, надежности, точности и экономичности, тем совершеннее будут получаемые конструкции. [c.9]

Развитие различных частей науки о трении и изнашивании было весьма неравномерным к XVIII в. относится начало изучения трения твердых тел, в 80-х годах XIX в. были заложены основы теории гидродинамической смазки, к первой четверти XIX в. можно отнести зарождение учения об изнашивании машин и их деталей (хотя само явление изнашивания было несомненно известно с древних времен). Учение о трении и изнашивании в машинах, имеюш,ее чисто прикладное значение, подобно другим техническим наукам, длительное время опиралось в своем развитии на обобщение практического опыта эксплуатации машин и на экспериментальные исследования, в большей мере проводившиеся в промышленности. Достижения в области повышения механического к.п.д. машин, повышения их износостойкости, долговечности и надежности, обычно реализовывались в усовершенствованных конструкциях машин и в малой степени отражались в научной литературе. Лишь в период, последовавший после первой мировой войны — и в особенности после второй, значение научно-исследовательских работ, посвященных повышению износостойкости и долговечности машин, получило признание как важное самостоятельное звено в общем деле совершенствования машин. [c.47]

Предварительные замечания. Цель расчета на вибрацию и проектирования вибро-защитных систем состоит в том, чтобы свести до минимума или до допустимого предела уровни вибраций и вибронапряженности в машинах, конструкциях и приборах. При расчетах на случайные вибрации требования к этим уровням целесообразно формулировать в терминах общей теории надежности путем задания пространства качества, т. е. совокупности параметров вибрационного поля и связанных с ним физических полей, и области допустимых состояний в этом пространстве качества — ограничений на параметры этих полей. [c.322]

Вместе с тем обоснование прочности и надежности деталей машин и элементов конструкций при кратковременном, длительном и циклическом эксплуатационном нагружении остается трудно решаемой в теоретическом и экспериментальном плане задачей. Это в значительной степени связано со сложностью детерминированного и стохастического анализа напряженного состояния в элементах конструкций при возникновении упругих и упругопластических деформаций и ограниченностью критериев разрушения в указанных условиях при использовании конструкционных материалов с различными механическими свойствами. Трудности, возникающие при исследовании напряжений и деформаций в наиболее нагруженных зонах в упругой и неупругой области объясняются отсутствием аналитического решения соответствующих задач в теориях упругости, пластичности, ползучести и, тем более, в теории длительной циютической пластичности. К числу решенных таким способо.м задач мог т бьггь отнесены те, в которых определяются номинальные напряжения и деформации при растяжении-сжатии, изгибе и кручении стержней симметричного профиля, нагружении осевыми уси- [c.68]

Оптимизация конструктивных решений узлов трения. По-видимому, первым среди конструкторов, обратившим серьезное внимание на связь износостойкости с конструкцией узлов трения, блл П. И. Орлов. Его книга [29], ставшая библиографической редкостью, содержит ценный материал для конструкторов по вопросам конструктивных форм подшипников, конструирования высокоизносостойких скользящих опор, теории трения качения. Она до сего времени не потеряла интереса как в части ярких конструкторских приемов, обеспечивающих путем рационального использования смазочного материала в узлах машин высокую надежность трущихся деталей, так и в утверждении, что в вопросах конструирования и в особенности в технике смазывания мелочей вроде течи масла из уплотнений, повышенного расхода при выбрасывании масла из суфлеров и т. п. не должно быть. Ибо это задерживает доводку новых машин и затрудняет работу обслуживающего персонала. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...