Критерии прочности и долговечности

Технический прогресс народного хозяйства в значительной степени связан с решением проблем обеспечения качества и надежности изделий, увеличения их ресурса. Повышение ресурса, надежности и качества изделий по критерию прочности и долговечности в ряде отраслей машиностроения связано с обеспечением работоспособности в условиях малоциклового нагружения, в том числе и при высоких температурах. [c.3]

Увеличение единичной мощности турбины приводит к тому, что номинальные напряжения (статические и циклические) в корпусах и роторах возрастают в большей степени, чем улучшаются механические свойства. Так, при увеличении мощности турбоагрегата в 6 раз (от 200 до 1200 МВт) номинальные напряжения в роторах цилиндров низкого давления увеличиваются в 1,5— 2,5 раза при повышении пределов текучести стали ротора в 1,15— 1,3 раза, номинальные напряжения в цилиндрах высокого и среднего давления повышаются на 20—25 % при практически неизменяющемся уровне длительной статической прочности. То же самое можно отметить и для роторов турбин. Это говорит о тенденции к снижению запасов статической и циклической прочностей и необходимости перехода к новым методам расчета с применением новых критериев прочности и долговечности. [c.5]

В соответствии с тенденциями развития машиностроения предусматривается дальнейшее увеличение ресурса конструкций при одновременном росте их единичной мощности с надлежащим обеспечением качества и надежности, в том числе по критериям прочности и долговечности. [c.3]

Критерии прочности и долговечности [c.203]

Критерии оценки прочности конструкции в целом, определяемые при стендовых, натурных и эксплуатационных испытаниях. При этих испытаниях выявляется влияние на прочность и долговечность конструкции таких факторов, как распределение и величина остаточных напряжений, дефектов,, технологии изготовления и конструирования металлоизделий и т. д. [c.61]

Проектирование механизмов и машин (синтез) должно быть завершено обоснованным определением конфигураций и расчетом размеров всех их элементов, деталей и сборочных единиц по критериям прочности, надежности, долговечности и требуемого выполнения технологических функций. Однако такая цель может быть достигнута лишь методом последовательных приближений. Действительно, для реализации требуемых движений рабочих органов какой-либо машины должны быть выбраны подходящая кинематическая схема механизма и размеры длин звеньев. Для преодоления сил полезных и вредных сопротивлений, свойственных технологическому процессу, необходимо обеспечить прочные размеры звеньев, которые зависят не только от технологических факторов, но и от сил инерции, сил трения звеньев машины и т. д. Но силы инерции и моменты сил инерции их не могут быть опре 74 [c.74]

В сборнике рассматриваются основы методов расчетного и экспериментального определения прочности и долговечности циклически нагруженных элементов конструкций в широком диапазоне температур, времен и чисел циклов. Приводятся критерии и основные уравнения статических и циклических предельных состояний в температурно-временной постановке рассмотрены закономерности деформирования и разрушения в зонах концентрации и в связи с неоднородностью напряженных состояний. Рассмотрены методы испытаний на циклическое нагружение, описан ряд опытных результатов. Систематизированы данные по характеристикам малоцикловой усталости, по концентрации напряжений и деформаций, необходимые для расчета прочности. Излагаемый материал в значительной степени основывается на результатах работ сотрудников Института машиноведения, доложенных на Всесоюзном симпозиуме по малоцикловой усталости при повышенных температурах в Челябинске в 1974 г. [c.2]

Определение запасов прочности и долговечности осуществляется на основе количественной оценки перехода к предельным состояниям с ростом уровня термомеханической нагружен-ности или ростом выработанного ресурса по критериям накопленного повреждения или накопленного формоизменения. [c.35]

В дальнейшем эти исследования были продолжены, и в настоящее время разработаны удовлетворительные методы расчета скоростей посадки пластин полосовых и кольцевых клапанов на ограничитель и седло путем решения уравнений движения клапана. Необходимость в надежной методике расчета этих скоростей диктуется тем, что скорость посадки пластин клапанов является важнейшим критерием их прочности и долговечности, а наличие такой методики дает возможность оценить работоспособность клапана уже на стадии проектирования будущей компрессорной установки. [c.318]

Расчет прочности и долговечности по настоящей методике выполняется в местных условных упругих напряжениях, равных произведению местных упругих или упругопластических деформаций на модуль упругости при заданной температуре. Условные упругие напряжения позволяют вести расчет по деформационным критериям в форме, принятой в инженерных расчетах прочности. [c.216]

Проблема малоцикловой усталости элементов машин и конструкций, возникшая в связи с интенсификацией эксплуатации изделий в условиях высокой термомеханической нагруженности при квазистационарном характере повторных статических силовых и температурных воздействий, развивается применительно к задачам оценки прочности и долговечности на базе деформационной трактовки критериев разрушения. [c.3]

Рассмотренные закономерности разрушения бороалюминия, предложенный интегральный критерий разрушения и экспериментальные значения характеристик трещиностойкости являются основой для расчетов на прочность и долговечность элементов конструкций, выполненных из волокнистых композиционных материалов, при наличии технологической и эксплуатационной дефектности. Результаты исследований были использованы для обоснования уровня нагруженности и требований дефектоскопического контроля стержневых элементов ферменных конструкций, применяемых при разработке космических аппаратов в НПО Прикладная механика . [c.253]

Критериями работоспособности кулачковых муфт являются прочность и долговечность кулачков по контактным напряжениям и изгибу. [c.251]

Исследование законов квазистатического распространения трещин и определение коэффициентов интенсивности напряжений вдоль траекторий развивающихся трещин является исходным этапом [1, 66] в расчетах на прочность и долговечность пластинчатых элементов конструкций, подверженных воздействию внешних циклических нагрузок. Тем не менее к настоящему времени известно сравнительно небольшое число работ, посвященных определению траектории развития трещины в квазихрупком упругом теле. Среди них следует отметить работы, в которых расчет траекторий осуществляется с привлечением метода конечных элементов [10, 26, 160, 165], вариационных [46, 73] и аналитических 17, 119] подходов. Развитие общих методов решения двухмерных задач теории упругости для произвольных областей с гладкими и кусочно-гладкими криволинейными разрезами, в частности метода сингулярных интегральных уравнений, позволяет эффективно решать с их помощью указанные задачи о построении статических траекторий дифференциальным (поэтапным) способом 95, 102, 103, 125], когда на каждом этапе используется локальный критерий разрушения для определения направления приращения трещины у ее вершин. [c.41]

Критерии усталостного разрушения металлов в этих условиях разработаны недостаточно. Существующие методы расчетов на прочность и долговечность базируются на предположениях о независимом повреждающем действии каждого из этих факторов, примером чего является использование формул линейной гипотезы суммирования повреждения [21, 43]. Многие данные говорят о том, что такой подход не соответствует экспериментальным результатам. [c.73]

Разработка деформационных и энергетических критериев усталостного разрушения металлов, которые могли бы быть использованы как для совершенствования методов расчета на прочность и долговечность деталей машин при циклическом нагружении, так и для создания сплавов с заранее заданными свойствами [175, 187, 229]. [c.98]

Деформационные и энергетические критерии так же, как и другие критерии усталостного разрушения, являются основой для разработки научно обоснованных методов расчета деталей машин на прочность и долговечность, прогнозирования их ресурса и ускоренного определения пределов выносливости с учетом влияния конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов. [c.178]

Использование деформационных и энергетических критериев для совершенствования методов расчета на прочность и долговечность деталей машин в области многоцикловой усталости возможно не только для тех металлов, у которых в этой области имеют место большие неупругие деформации, но и для металлов с малыми значениями этих деформаций, так как в ряде случаев общие закономерности накопления усталостного повреждения, установленные на основе изучения неупругости, остаются неизменными для различных классов металлов. [c.178]

РТМ 37.031.020—80 Типовая программа-методика предварительных испытаний грузовых автомобилей РТМ 37.031.031— 1 Автомобильный подвижной состав. Надежность. Технико-экономические критерии предельного состояния для оценки ресурса по результатам испытаний РТМ 37.105.02.1044—76 Оценка усталостной прочности и долговечности деталей на базе стендовых испытаний [c.179]

В последнее время появились исследования, которые показывают, что к вопросам прочности и долговечности резиновых деталей можно подойти с единой точки зрения. Критерием для определения наступления критического положения является удельная энтропия. Эксперимент показывает, что как при статическом, так и при динамическом нагружении для резины данной марки критическое значение удельной энтропии одинаково. [c.225]

Прогнозирование включает следующие этапы анализ напряженно-деформированного состояния многоэлементных систем и определение распределения напряжений и деформаций в системе (на граничном слое, в элементах конструкции) выбор критерия прочности и определение разрушающих напряжений для каждого элемента и граничных слоев выбор эмпирических законов усталости отдельных элементов системы и граничных слоев расчет долговечностей для каждого элемента системы и граничных слоев. [c.274]

Критериями работоспособности кулачковых муфт являются прочность и долговечность кулачков по контактным напряжениям и по изгибу. Повреждения кулачков сводятся к износу при работе (в связи с несоосностью валов) и при включении под нагрузкой, к поломкам и повреждениям кромок при включении на ходу. Сильный износ кулачков может привести к самовыключениям муфт. [c.575]

Основными критериями, определяющими работоспособность мощных вскрышных лопат, являются достаточная прочность и долговечность рабочего оборудования (подвеска стрелы, стрела, рукоять, ковш и канаты подъема). К тому же ответственность рабочего оборудования значительно выше по сравнению с остальными узлами машины. Например, в случае выхода из строя подвески стрелы или самой стрелы происходит авария машины в целом, так как время чистого монтажа и восстановления рабочего оборудования занимает около 2,5—3 месяца, а вес стрелы составляет 10—12% от веса машины. В результате аварии рабочего оборудования требуется полная его замена, лишь в редких случаях отдельные детали подлежат восстановлению. [c.443]

Общепринятых методик расчета на предотвращение отмеченных видов разрушений пока нет, однако большинство исследователей в качестве основных критериев работоспособности волновых передач принимают прочность и выносливость гибкого колеса и долговечность подшипников генератора. [c.198]

Критерии работоспособности ременных передач. Основными критериями работоспособности передач трением являются тяговая способность передачи и долговечность ремня. Критериями работоспособности зубчато-ременной передачи является прочность ремня и его долговечность. [c.81]

Лопатки турбин в условиях эксплуатации, как правило, накапливают повреждения более устойчиво, чем лопатки компрессора. Это связано с тем, что они подвергаются постоянному нагреву при длительном статическом растяжении под действием динамической нагрузки от вращения ротора. В этом случае возможно возникновение такого явления, как ползучесть или термоциклическое разупрочнение материала в результате теплосмен по циклу ПЦН. Каждый механизм исчерпания долговечности лопатки имеет свою длительность действия, и поэтому разрушение лопатки на разных стадиях эксплуатации отвечает разным критериям прочности. В результате этого распределение долговечности лопаток может иметь не один, а несколько максимумов по числу случаев разрушения, в зависимости от того, какие виды механизмов разрушения могут последовательно доминировать при исчерпании ресурса лопатки. [c.567]

Из приведенных выше расчетных уравнений наибольшее распространение для оценки долговечности при изотермической малоцикловой усталости получили зависимости (5.2), (5.17) — (5.20), (5.22), (5.24), (5.28) — (5.32). Другие зависимости, основанные, например, на энергетических критериях прочности, имеют в ряде случаев не меньшие основания для применения но соответствующие уравнения включают ряд постоянных, интегрально зависящих от многих факторов и поэтому обычно трудно определяемых. Однако следует указать, что и в тех уравнениях, которые используют для расчета, далеко не всегда удается [c.121]

В настоящее время имеется большое количество работ, посвященных анализу прочности и долговечности материалов и элементов конструкций. В ряде публикаций проблема прочности и разрушения рассматривается с феноменологических позиций— на базе концепций механики деформируемого твердого тела. К другому направлению относятся работы по развитию физики прочности и пластичности материалов, в которых анализ рузрушения проводится на атомарном и дислокационном уровнях, т. е. на микроуровне. В этих исследованиях весьма затруднительно включение в параметры, управляющие разрушением, таких основных понятий механики, как, например, тензоры деформаций и напряжений или жесткость напряженного состояния. Поэтому в последнее время интенсивное развитие получило направление, которое пытается соединить макро- и микроподходы при описании процессов повреждения и разрушения материала и формулировке критериев разрушения. [c.3]

Работоспособность оборудования (трубопроводы, сосуды, аппараты и др.) зависит от качества проектирования, изготовления и эксплуатации. Качество проектирования, в основном, зависит от метода расчета на прочность и долговечность, определяется совершенством оценки напряженного состояния металла, степенью обоснованности критериев наступления предельного состояния, запасов прочности и др. В области оценки напряженного состояния конструктивных элементов аппарата к настоящему времени достигнуты несомненные успехи. Достижения в области вычислительной техники позволяют решать практически любые задачи определения напряженного состояния элементов оборудования. Достаточно обоснованы критерии и коэффициенты запасов прочности. Тем не менее, существующие методы расчета на прочность и остаточного ресурса тр>ебуют существенного дополнения. Они должны базироваться на временных факторах (коррозия, цикличность нагружения, ползучесть и др.) повреждаемости и фактических данных о состоянии металла (физико-механические свойства, дефектность и др.). [c.356]

Задача об определении сопротивления малоцикловому разрушению при температурах более высоких, чем указанные, когда циклические пластические деформации сочетаются с деформациями ползучести, существенно усложняется. В настояш,ее время осуществляются интенсивные экспериментальные исследования уравнений состояния и критериев разрушения при длительном цикличес-ком нагружении в условиях однородных напрян енных состояний при жестком и мягком нагружении. Результаты этих исследований освещены в трудах конференций в Киото (1971), Каунасе (1971), Будапеште (1971), Филадельфии (1973) [1, 3, 6, 7], а также конференций в Лондоне (1963, 1967, 1971), Сан-Франциско (1969), Брайтоне Х1969), Дельфте (1970) и др. Однако несмотря на большой объем экспериментальных работ, пока не удалось разработать общепринятые предложения по кривым длительного циклического деформирования и разрушения это не позволяет перейти к расчетной оценке напряженных и деформированных состояний в элементах конструкций для определения их прочности и долговечности на стадии образования трещин и тем более на стадии их развития. [c.100]

Усложнение геометрии исследуемых элементов конструкций по мере снижения их материалоемкости, нелинейное поведение материалов в зонах конструктивной неоднородности, в вершинах исходных технологических дефектов (трещин, пор, включений, подрезов и т. д.), особенно при длительных статических и циклических нагрузках в условиях повышенных температур, ведут наряду с применением традиционных в практике проектирования аналитических методов к существенному развитию и совершенствованию численных методов и самих критериев прочности и разрушения, ориентированных на использование ЭВМ [1]. При этом вместе с нормативными подходами д.ля оценки ма.лоцикловой прочности и долговечности по условным упругим напряжениям (равным произведению местных упругих или упругопластических деформаций на модуль упругости при соответствующей температуре [2]) разрабатываются уточненные методы расчетов, основанные на деформационных критериях разрушения поцикловой кинетики местных упругопластических деформаций и учитывающие температурно-временные эффекты, частоту нагружения, форму циклов [3—7]. [c.253]

Эти уравнения входят как существенный составной элемент в условия накопления повреждений, формулируемых на базе силовых, энергетических и деформационных критериев разрушения. При этом, как указывалось ранее, преимущественное значение при расчетах прочности и долговечности имеют деформационные критерии разрушения, позволяющие наиболее полно учесть кинетику деформаций в зонах максимальной нагруженно-сти и изменение во времени характеристик пластичности. Деформационные критерии разрушения применимы для двух основных стадий повреждения — образования макротрещин и их развития до достижения неустойчивого критического состояния. [c.12]

Геометрически подобндле образцы, удовлетворяющие критериям кинетического подобия, позволяют судить по данным испытаний моделей о положении фронта трещины, скоростях процесса разрушения и относительных величинах длительности разрушения натурных деталей [17]. Эти-модели оказываются полезными при сравнительных испытаниях и оценке преимуществ различных вариантов конструкций. Существенным недостатком геометрически подобных моделей является зависимость их механических свойств от абсолютных размеров образцов ( 10.6). Наличие масштабного эффекта делает геометрически подобные модели непригодными для суждения об абсолютных значениях прочности и долговечности натурных изделий. Поэтому оценка масштабного фактора при механических испытаниях совершенно необходима для правильного истолкования результатов экспериментов на моделях [ПО, 281. [c.218]

Надо полагать, что дальнейшее развитие науки о разрушении в основном будет идти в русле изучения экзотических материалов, усложненных условий нагружения, специализированных критериев нарушения прочности, немеханических и быстропротекаюш,их взаимодействий, компьютерного объединения экспериментально-теоретического комплекса расчетов на прочность и долговечность. [c.77]

Предложенные Н. А. Махутовым деформационные критерии применимы в условиях как статического, так и малоциклового нагружения. Их использование позволяет определять запасы прочности и долговечности по предельным нагрузкам, локальным упру го пластическим деформациям, коэффициентам интенсивности напряжений и деформаций (при квазиупругом и упругопластическом пойедении), числам циклов на стадиях зарождения и развития трещин и т. п. Преимущество использования деформационных характеристик критериев локального разрушения взамен силовых связано с возможностью использования таких традиционных механических свойств, как временное сопротивление, предел текучести, удлинение, поперечное сужение, показа- [c.24]

Для элементов машин и конструкций в экстремальных условиях нагружения (в зонах концентрации, в местах действия высоких температ рны5в и остаточных напряжений, в окрестности трещин) традиционно применяемые в инженерной практике расчеты прочности, основанные на определении номинальных и местных напряжений (методы сопротивления материалов), оказываются недостаточными и в целом ряде случаев неправол1ерньдаи-Поэтому запасы прочности и долговечности в рамках поверочных расчетов устанавливают на базе деформационных критериев разрушения, т. е. по предельным нагрузкам, местным упругопластическим деформациям, коэффициентам интенсивности напряжений и деформаций по размерам дефектов типа трещин. [c.6]

Рассмотренные в гл. 2 преимущественно деформационные критерии малоциклового разрушения являются основой для расчетов прочности и долговечности несущих элементов машин и конструкций при термомеханйческом нагружении с числом циклов в диапазоне от 10° до 5 10 —10 , Эти критерии учитывают [c.213]

Несмотря на случайный характер амплитуд нагрузки, усталостное разрушение деталей погрузчиков не случайно оно является результатом переменных нагружений прн работе. Поэтому обеспечение заданного срока службы элементов погрузчиков во многом зависит от точности их расчета на долговечность по усталостной прочности. Для большинства подъе.мно-транспортных машин основным критерием прочности и обоснования точности расчетов приняты нагружения, вызывающие усталостные разруше-ния [8, 14]. [c.174]

Развитие исследований по процессам деформации и разрушения в механическом и физическом аспектах способствует усовершенствованию расчета деталей конструкций на прочность и жесткость. Рассмотрение предельных состояний по критерию образования пластических деформаций, жесткости инициированию и развитию трещин позволило сблизить результаты расчетов с действительной несущей способностью конструктивных элементов и соответствующими опытными данными. Тем самым были углублены теоретические и экспериментальные основы инженерных расчетов на прочность и долговечность в связи с типом и режимом напряженного состояния. Дополнения физики твердого тела и физического металловедения способствовали объяснению макроскопическик закономерностей сопротивления деформациям и разрушению, влиянию на них времени тепловых и механических воздействий. При этом намечаются пути взаимодействия механики деформации и разрушения в констануальной трактовке с физическими представлениями о поведении кристаллов и кристаллических конгломератов. [c.517]

Критерии работ о с п о с о б м о с т и и надежности корпусных деталей прочность, жесткость, долговечность. Прочность является основным критерием работоспособности для корпусных деталей, подверженных болылим нагрузкам, главным образом ударным и переменным. Для большинства корпусных деталей весьма существенным является критерий жесткости. Повышенные упругие перемещения в корпусах обычно приводят к неправильной работе механизмов, к понижению точности работы машин, способствуют возникновению колебаний. [c.460]

Для того чтобы уравнение (3.1) отражало влияние вида напряженного состояния на долговечность, следует в предэкспо-ненциальной функции этого уравнения в качестве напряжения использовать полное выражение о-д в виде формулы (4.13), а в экспоненциальную функцию в качестве множителя при активационном объеме ввести оу,- Коэффициент Я критерия прочности (4.13) и параметр у уравнения (3.1) отражают влияние одного и того же фактора, неоднородность структуры и не зависят от температуры. [c.149]

В книге рассмотрены вопросы сопротивления жаропрочных материалов неизотермическому малодикловому нагружению — термической усталости. Приведены экспериментальные данные по термической усталости жаропрочных сталей, никелевых деформируемых и литых сплавов, используемых в основном в деталях газотурбинных установок. Освещены роль технологических факторов (режимов литья и термообработки, покрытий, пайки и др ). а также влияние основных параметров циклического нагружения — температуры, частоты, нагрузки. Определены критерии прочности при термоусталостном нагружении при высоких (до 1050 С) температурах и предложены расчетные уравнения для прогнозирования долговечности. Изложены методы испытаний, приведены схемы испытательных машин. [c.2]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...