Полуэмпирические модели накопления повреждений

ПОЛУЭМПИРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ [c.61]

Полуэмпирические модели накопления повреждений не включают явного описания физических явлений, которые происходят в материале в процессе его повреждения. Область применения этих моделей ограничена условиями, которые более или менее близки к условиям базовых ресурсных испытаний. Из-за этого ограничения возникают трудности при прогнозировании ресурса на время, значительно превышающее базу испытаний, при переносе результатов испытаний образцов на крупногабаритные изделия, а также при оценке вероятностей появления редких событий. Перечисленные трудности в определенной степени отпадают, если вместо полуэмпирических моделей использовать модели накопления повреждений и разрушения, основанные на структурных соображениях. [c.119]

До сих пор было использовано существенное ограничение правая часть уравнения (5.1) была принята не зависящей от г]). Рассмотрим более общий случай, когда правая часть имеет структуру, допускающую интегрирование путем разделения переменных. Этот случай уже был частично изучен в гл. 3 в связи с полуэмпирическими моделями накопления повреждений. [c.171]

В механике разрушения возможны как полуэмпирические, так и структурные подходы к построению моделей. В частности, модель макроскопической трещины — пример подхода, который не учитывает элементы структуры реальных материалов. Другими примерами служат способы описания процессов накопления повреждений при циклических и длительных нагрузках, основанные на введении мер повреждений. Эти меры не допускают прямой интерпретации на уровне структуры материала. Более того, мера повреждений вообще не имеет четкого физического истолкования, кроме, может быть, двух ее предельных значений, отвечающих начальному (неповрежденному) состоянию и состоянию полного исчерпания ресурса. [c.16]

Обычно модели изнашивания, модели накопления усталостных повреждений и другие рассматривают раздельно, хотя они имеют много общего и для их описания используют одни и те же или очень близкие математические соотношения. Много общего есть также в технике применения полуэмпирических моделей для расчета и прогнозирования ресурса. Одна из первых попыток общего подхода к описанию процессов накопления повреждений была сделана автором (в 1959 г.). Библиографические ссылки приведены в книге [17 ]. [c.61]

Рассмотрим основные явления накопления повреждений и разрушения с позиций их соответствия общим полуэмпирическим моделям, которые были исследованы в предыдущих подразделах. Обсудим также некоторые частные модели, предназначенные для решения задач прогнозирования ресурса. Исходным материалом для построения полуэмпирических моделей служат результаты ресурсных испытаний при однородных режимах нагружения, например при постоянной амплитуде циклических напряжений, постоянной температуре и т. п. Эти результаты, как правило, обнаруживают значительный статистический разброс, связанный со случайной природой явлений. Традиционная форма представления результатов в виде кривых, например усталости и длительной прочности, по существу не отражает этого разброса. В сущности, эти кривые представляют собой линии регрессии между величинами, характеризующими уровень нагруженности, и показателем ресурса, например числом циклов (блоков) до разрушения или продолжительностью испытаний в единицах физического времени. Дополнением к кривым регрессии служат эмпирические оценки для законов распределения ресурса [c.93]

Полученные формулы для Ft (Т) аналогичны формулам (3.42) и (3.108), использованным для описания статистического разброса ресурса в рамках полуэмпирических моделей. Различие состоит, во-первых, в том, что формулы (4.27) и (4,28) явно включают масштабный эффект. Во-вторых, показатели а, р и т, а также параметр Го получают новое толкование они совпадают по величине с аналогичными параметрами, которые входят в уравнение накопления повреждений в структурных элементах, а также в распределения прочности структурных элементов. Характерная прочность образца rs в случае распределения (4.27) связана с характерной прочностью структурных элементов Гд соотношением [c.131]

В теории надежности отмечается два основных подхода формирования моделей - полуэмпирический (феноменологический) и структурный. Феноменологический подход основан на обобщении результатов наблюдений и экспериментов, выявлении основных статистических закономерностей и прогнозировании функционирования технических систем. Среди этого класса моделей приведены многостадийная модель накопления повреждений, теория замедленного разрушения, статистическая модель разрушения и др. Структурный подход предусматривает прежде всего исследование структурных особенностей рассматриваемого объекта (например, при анализе прочностных свойств металлических деталей необходимо учитывачь структуру металла и связанных с ней дефектов - микро фещин, дислокаций, конфигурации и положения границ зерен и г.д.). Ко второму классу можно отнести моде ш хрупкого разрушения, пластического разрушения, так называемую объединенную структурную модель, причем автором особо подчеркивается перспективность дальнейшего развития структурного моделирования. [c.128]

Выработка ресурса машин и конструкций связана главным образом с накоплением необратимых повреждений в их деталях, узлах и элементах. Эти повреждения бывают как механического (усталость, изнашивание, растрескивание, накопление пластических деформаций), так и физико-химического происхождения (коррозия, эрозия, адсорбция). Многие виды повреждений носят смешанный характер. Так, процессы изнашивания трущихся деталей могут включать явления механического, физического и химического происхождения. Несмотря на многообразие перечисленных явлений, их можно описать в рамках единой полуэмпирической теории, связывающей скорость накопления повреждений с действующими нагрузками и условиями окружающей среды. Ни одна из моделей этой теории не ставит целью объяснить или детально описать явления. Полуэмпи-рические модели служат для решения инженерных задач, связанных с расчетом на долговечность и прогнозированием ресурса. Единственное назначение этих моделей — дать средства для расчета, обладающие максимальной простотой и использующие в качестве исходной информации минимальное число опытных данных. [c.61]

Рассмотрим обобщение полуэмпирических моделей, основанное на введении двух и более мер повреждений. Необходимость в этом возникает очень часто. Описанная в 3,5 многостадийная модель, в сущности, принадлежит к моделям этого типа. Действительно, если вместо одной скалярной функции i t), удовлетворяющей уравнению (3.33), ввести т функций i] , t), каждая из которых описывает одну из стадий, то придем к векторной модели. Другая причина для введения таких моделей — необходимость учета нескольких взаимосвязанных и параллельно протекающих процессов. Так, для описания ползучести металлов и сплавов иногда используют модели, которые наряду с основной мерой повреждений — относительной деформацией ползучести, содержат характеристики степени микрорастрескивания, плотности линий скольжения и т. п. Для описания процессов повреждения и разрушения при наличии физико-химических воздействий среды (например, при коррозии или водородном охрупчивании) необходимо добавлять уравнения диффузии и химической кинетики, содержащие дополнительные функции. Эти уравнения образуют вместе с основным уравнением накопления повреждений общую систему относительно некоторой векторной мерыг t). Вместо скалярного уравнения (3.1) получаем векторное уравнение [c.92]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...