Определение статистических характеристик прочности

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ [c.169]

Наиболее простой и практически пригодный метод определения статистических запасов прочности состоит в следующем. Минимальные характеристики прочности и максимальные значения напряжений устанавливают в соответствии с нормированным уровнем значимости и доверительной вероятности [c.625]

Характеристика прочности анизотропных композитов будет дана в соответствии с основными принципами феноменологического описания (1) математическая модель, (2) эксперименты— определение и проведение необходимых физических измерений, (3) анализ полученных данных — статистическая корреляция результатов измерений. [c.404]

Выделение вибрационных функций из регулярных членов приведено в гл. IV и V. Для расчета конструкции на прочность необходимо знать статистические характеристики амплитуды колебаний. Для определения функции распределения в стационарном режиме w A, t) = Щт А) необходимо в уравнение (6.18) положить dw/dt = О и при интегрировании учесть, что поток вероятности постоянен и при А = О равен нулю. В результате вычислений получим [c.238]

Основная идея этого метода состоит в следующем. Величины, входящие в уравнения прочности, жесткости и устойчивости, как-то нагрузки, характеристики свойств материала, геометрические характеристики сечений,— рассматриваются не как величины постоянные, строго определенные, а как случайные величины (статистические совокупности), обладающие известной, иногда довольно значительной изменчивостью (рассеянием). Изучение таких величин возможно лишь на основе методов теории вероятностей. [c.338]

Некоторой модификацией тензометрического метода является метод, основанный на определении объема жидкости, вылившейся после снятия давления опрессовки. В качестве прогностических параметров используют такие характеристики, как скорость слива, его объем, вес и толщина трубы. Для определения прочности трубы проводят статистическую обработку. Данная обработка позволяет получить многопараметровое уравнение корреляции при помощи ЭВМ. [c.76]

Значение (Tq в изделии определяют комплексным неразрушающим методом по многопараметровому корреляционному уравнению, предварительно устанавливаемому путем статистической обработки экспериментальных результатов измерения физических параметров (скорость ультразвука,диэлектрическая проницаемость, коэффициент тепло- или температуропроводности) и прочности на одних и тех же образцах. При контроле прочности стеклопластика указанные физические характеристики в определенных структурных направлениях материала измеряют непосредственно в изделии. Таким образом, изменение физических характеристик, измеренных в различных участках изделия, будет характеризовать изменчивость значения предела прочности стеклопластика в данном конкретном изделии. [c.111]

Существующие методы определения данных прочностных характеристик композиционных материалов являются трудоемкими и сложными. Это объясняется специфическими особенностями данных материалов, требующих соблюдения ряда дополнительных условий при испытаниях. Важнейшее значение для оценки прочности имеет точность определения, которая зависит от погрешностей механических и физических испытаний, а также от. погрешностей оценки статистических связей между этими параметрами. Если погрешность физических испытаний может быть незначительной (до 1 —3%), то погрешность механических стандартных испытаний может достигать до 10%, что предопределяет необходимость разработки специальных мер по повышению точности механических испытаний. [c.143]

Существующие к настоящему времени методы прогнозирования характеристик ползучести и длительной прочности обобщены в [322—324]. Разработана система определения деформационно-силовых критериев работоспособности материала с использованием структурно-кинетического и вероятностного подходов к прогнозированию прочности, пластичности и сопротивления хрупкому разрушению материалов для ресурса эксплуатации 100—200 тыс. ч и более. Рекомендуются смешанные структурные и деформационные испытания до разрушения в большом количестве для статистического определения пяти—шести коэффициентов сложных рабочих уравнений. [c.204]

В настоящей книге изложены основные понятия о характеристиках сопротивления усталости, методах их определения, факторах, влияющих на сопротивление усталости и традиционных детерминистических методах расчета на усталость по коэффициентам запаса прочности приведены методы статистической интерпретации случайной переменной нагруженности деталей и вероятностные методы расчета их на усталость. Эти методы касаются расчетов ресурса до появления первой макроскопической трещины усталости в тех деталях, которые испытывают за срок службы суммарное число циклов повторения амплитуд напряжений Л сум > Ю Циклов, т. е. расчетов на многоцикловую усталость. Даны примеры, поясняющие использование изложенных методов расчета. [c.6]

Если имеющийся объем экспериментальной информации о характеристиках нагруженности и прочности недостаточен, то следует ориентироваться на расчетное определение лишь средних ресурсов деталей. Показатели рассеяния ресурса в этом случае можно оценить лишь косвенно по статистическим данным о рассеянии ресурсов деталей аналогичных машин. [c.284]

Кратном повторении. Простейшее представление о причине этого можно составить, если учесть, что напряжение вводилось как результат осреднения внутренних усилий, распределенных неравномерно и беспорядочно между различными микрообъемами. При построении критериев прочности при статических однократных нагрузках по данным опытов эта микронеоднородность учитывается фактическим поведением материала при испытаниях. Но данные этих опытов и построенные по ним критерии прочности нельзя автоматически переносить на случаи повторяющихся нагрузок. Действительно, даже в случае деформирования тела в пределах упругости, когда повторное воспроизведение нагрузок приводит к повторяющейся картине напряженного и деформированного состояний, как статистически определенных характеристик, в малых областях тела, особенно при наличии дефектов внутри или на граничной поверхности тела (трещины, надрезы, инородные включения и т. п.), могут возникать локальные пластические деформации или микроразрушения, так что в этих областях локальное напряженное и деформированное состояние при повторном воспроизведении нагрузки будет уже другим. Накопление этих видоизменений в малых областях при повторении нагрузок может привести к развитию трещины разрушения. Отсюда ясна возможность так называемой усталости материала при периодических нагрузках. [c.289]

Характеристики жаропрочности относятся к случайным величинам, точность определения которых в значительной мере зависит от количества экспериментальных данных. Разброс экспериментальных точек затрудняет оценку результатов испытаний на ползучесть и длительную прочность, поэтому результаты испытаний целесообразно подвергать статистической обработке, принимая во внимание, что распределение логарифма долговечности при данном напряжении так же, как и распределение логарифма времени достижения заданной остаточной деформации подчиняется нормальному закону [c.134]

Контроль качества сварного соединения с помощью образцов-свидетелей. Для контроля качества сварных соединений применяют периодические испытания контрольных технологических образцов-свидетелей. Эти образцы удобны для проведения испытаний и измерений, и их легко изготовить. При обеспечении одинаковых условий сварки образцов и сварных изделий (однородность материала, подготовка свариваемых поверхностей, режим сварки и др.) можно по измеренным характеристикам сварного соединения образцов судить о качестве сварного соединения готовых изделий. Качество сварки на контрольных образцах оценивают по результатам испытаний и измерений, проводимых соответственно требованиям, предъявляемым к сварным соединениям. Кроме механической прочности, нередко предъявляются требования особых свойств. Например, сохранение электрических свойств одного из металлов без изменения их в зоне сварного соединения или сохранение оптических свойств в сварной зоне и геометрических размеров изделий, получаемых способом ДС кварцевых элементов, и т. д. В ряде случаев к сварным соединениям не предъявляются повышенные требования по прочности. Например, для элементов электродов электролизеров, изготовленных способом ДС из пористых и сетчатых материалов, основной является электрохимическая характеристика, полученная при различных плотностях тока. Имея указанные выше данные, необходимо провести статистическую обработку результатов испытаний и измерений, используя математические методы. Основной задачей такой обработки является оценка среднего значения характеристики того или иного свойства и ошибки в определении этого среднего, а также выбор минимально необходимого количества образцов (или замеров) для оценки среднего с требуемой точностью. Эта задача является стандартной для любых измерений и подробно рассматривается во многих руководствах [8]. Следует иметь в виду, что, несмотря на одинаковые условия сварки образцов и изделий, качество соединения может быть различным по следующим причинам. При сварке деталей, имеющих значительно большие размеры по сравнению с контрольными образцами, возможны неравномерность нагрева вдоль поверхности соединения, а также неравномерность передачи давления. Образцы и изделия вообще имеют различную кривизну свариваемых поверхностей, что не обеспечивает идентичности условий формирования соединения. В ряде случаев, особенно для соединений ответственного назначения, перед разрушающими испытаниями образцов и изделий целесообразно, если это возможно, проводить неразрушающий контроль качества сварного соединения, а также другие возможные исследования для установления корреляции между различными измеряемыми характеристиками. Основные методы определения механических свойств сварного соединения и его отдельных зон устанавливает ГОСТ 6996—66. Имеются стандарты для испытаний на растяжение, ударную вязкость, коррозионную стойкость и т. д. [18]. В этих ГОСТах даны определения характеристик, оцениваемых в результате испытания, типовые формы и размеры образцов, основные требования к испытательному оборудованию, методика проведения испытания и подсчета результатов. [c.249]

Ниспадающая ветвь графика деформационной зависимости при испытаниях металлических образцов является отражением, большей ча стью, равновесного прорастания магистральной трещины [120]. В oi> дельных случаях это справедливо и для композитов [349, 361]. Вместе с тем, если прочностные и деформационные свойства элементов структуры неоднородной среды существенно отличаются, что характерно для болыш1нства композиционных материалов, то формировал ния выраженной макротрещины может не происходить. Однако развитое дискретное рассеянное разрушение слабых элементов и в этом случае приводит к спаду на диаграмме [357]. Хаотичность включений обеспечивает последовательность возникновения зон разрушения в отдаленных друг от друга частях неоднородной среды, что создает преграду для локализации деформаций и позволяет с использованием вероятностных подходов определять связи между средним напряжением и средней деформацией [125]. Определенная структурная неоднородность обеспечивает преим]гщественный вид деформации, отличный от локализованного. В частности, для тел волокнистой структуры ниспадающий участок диаграммы возникает в результате последовзг тельного обрыва неравнопрочных волокон [124]. Характер процесса разрушения неоднородных сред существенно зависит от хаотичности в расположении и степени разброса свойств элементов структуры, поэтому статистические характеристики прочности этих элементов во многом предопределяют параметры ниспадающей ветви, в частности, ее наклон, который отражает склонность материала к хрупкому разрушению. [c.26]

Результаты проиллюстрированы решением прикладных задач, связанных с определением статистических характеристик полей напряжений в компонентах дисперсно-упрочненного стеклопластика и в матрице пористого материала. Более полный анализ результатов для макроизотропных композитов, статистические характеристики полей деформирования для однонаправленно-армированных композитов, оценка прочности волокон и матрицы в оболочках содержатся в работе [260]. [c.40]

Во многих случаях напряжения в конструкции при периодических нагрузках превышают предел усталости. Это относится, например, к деталям авиационных двигателей, лопастям несухцих винтов вертолетов, к ряду объектов военной техники, срок эксплуатации которых очень ограничен различными причинами. В этих случаях важно знать характеристики ограниченной выносливости, которые определяют ресурс детали или конструкции, обеспечивают сопротивление усталостным разрушениям в течение определенного срока, т. е. некоторого числа циклов. Поэтому,, если при расчетах на усталость из всей кривой Велера важно знать фактически лишь одну точку — предел усталости, то при расчете на ограниченную выносливость суш.ественное значение приобретает верхняя часть кривой Велера. Однако характеристики работы детали и ее ресурс, поскольку он задан, исходя из других соображений, фактически определяют уменьшенную базу испытаний на усталость. Тем самым главным становится по возможности наиболее точное воспроизведение в испытаниях истинных условий работы детали и установление статистических характеристик, определяющих вероятность разрушения детали при напряжениях, отличающихся от выявленного таким образом условного предела усталости (предела ограниченной выносливости), и при числах циклов, отличающихся от базы испытаний. Последнее особенно важно в связи с тем, что при напряжениях, заметно превышающих истинный предел усталости и близких к пределу статической прочности, разброс данных усталостных испытаний бывает очень большим. В последние годы статистическим методам обработки данных усталостных испытаний уделяется большое внимание. [c.306]

Экспериментальные результаты характеризуются определен ной степенью рассеивания. Более корректное сопоставление характеристик циклической прочности материала и металлорука-вов требует привлечения статистических методов обработки. С этой целью использовали дополнительные данные о разрушении, полученные на восьми уровнях деформаций как по металлору-кавам, так и пластинам. Среднее количество на уровень металло-рукавов — 40, пластин — 60. [c.195]

Для стеклопластика АФ-10П на основе кремнеземной ткани КТ-И приведено исследование корреляционной связи между механическими и физическими характеристиками. Статистической обработке по разработанной программе на ЭВМ Минск-22 подвергались результаты испытаний на изгиб стеклопластиковых балочек, а также значения скоростей распространения ультразвука по основе Vq, утку Vgg, в диагональном направлении О45 и по толщине vs, диэлектрической проницаемости по основе Bq, утку 690, результаты определения стеклосодержания / и плотности р. Анализ полученных данных (табл. 4.9) показывает, что для случаев парной корреляции наблюдается сравнительно низкая статистическая связь между прочностью при изгибе и физическими характеристиками. Несколько более эффективной по сравнению с линейной является нелинейная парная корреляция. [c.166]

Элементы теории надежности можно найти в расчетах по коэффициентам запаса отношение п расчетной прочности г к расчетной нагрузке s в определенной степени характеризует уровень надежности. Понимание статистической природы коэффициентов запаса пришло позднее - в первой трети нашего века. В работах М.Майера (1926 г.), Н.Ф.Хоциалова (1929 г.) и Е.С.Стрелецкого (1935 г.) введена характеристика надежности, измеряемая как вероятность непревышения параметром нагрузки параметра прочности. В послевоенный период этот подход получил дальнейшее развитие. Он повлиял на структуру норм расчета конструкций, в которых бьиа сделана попытка расчленить коэффициент запаса на составляющие, придав каждой из них некоторый статистический смысл. Таким образом инженеры пришли к методике расчета по предельным состояниям, которая до сих пор служит основой для нормирования расчетов в строительстве. [c.40]

Статистическая обработка результатов механических испытаний труб из стали марок 12Х1МФ и 15Х1МФ показала, что имеется определенная корреляция между пределом длительной прочности и отношением СТо,2 /бк (где 00,2 и бк — соответственно предел текучести и относительное удлинение при рабочей температуре) j(pH . 7.7). Отношение Сто.г /бк выбрано в качестве условной характеристики сопротивляемости разрушению. Между пределом длительной прочности Од.п и этим отношением существует следующая зависимость (в МПа) [6, 15] . г, [c.219]

Рассмотрим влияние статистического разброса свойств материалов, деталей и узлов на оценку ресурса с применением полуэмпири-ческих моделей накопления повреждений. Для характеристики свойств введем некоторый вектор прочности г, компоненты которого — случайные величины. При этом прочность понимаем в широком смысле, включая сюда сопротивление усталости, ползучести, изнашиванию, коррозии и т. п. Для индивидуального образца или элемента конструкции, для каждой детали вектор прочности принимает определенное значение. Свойства генеральной совокупности образцов, элементов или деталей описываем с помощью совместной плотности вероятности (г) компонентов этого вектора. Выбор генеральной совокупности зависит от постановки задачи, в частности от того, рассматриваем мы программные лабораторные испытания, ведем прогнозирование ресурса на стадии проектирования или оцениваем остаточный ресурс для конкретного эксплуатируемого объекта. [c.76]

Специфика строения армированных пластиков (стеклопластиков и др.), неоднородность их структуры и другие факторы приводят к больигому разбросу экспериментальных данных при определении различных механических характеристик, особенно пределов прочности на растяжение, сжатие и сдвиг. Рассеяние пределов прочности является свойством этих материалов, представ-ЛЯЮ1ЦИХ собой системы из неравнопрочных и неравнонагруженных нитей. Статистический характер механических свойств армированных пластиков подробно исследовался в работах многих авторов [48], [57] и др. Исследования показали, что коэффициент вариации V, представляющий собой отношение среднего квадратичного отклонения к среднему арифметическому значению соответствующей характеристики механических свойств, может служить показателем неоднородности материала. Коэффициент вариации зависит от многих факторов внешней температуры, харак- [c.175]

Для оценки работоспособности элементов энергооборудования необходимо иметь характеристики х<аропрочности металла, определяемые по результатам испытаний металла разных промышленных плавок. В связи с этим была проведена оценка точности определения коэффициентов уравнений температурно-силовой зависимости прочности по данным лабораторных испытаний. Решение этой задачи получено на основании анализа опытных данных двумя статистическими методами. [c.39]

Для приближенного определения пределов усталости при симметричных циклах пользуются эмпирическими зависимостями, установленными из опыта статистической обработки результатов экспериментальных определений соответствуюп1 их характеристик и сопоставления их между собой и с более легко определимыми характеристиками статической прочности. Аналогичные сравнительно простые зависимости применяются и для ориентировочных определений характеристик усталостной прочности при пульси-руюш,ем цикле. [c.130]

Статистическая оценка ошибки, получаемой при определении характеристик длительной прочности по параметрической кривой Ларсона—Миллера, была сделана по результатам испытаний большого числа образцов (до 300 на один уровень напряжений) из жаропрочного никелевого сплава ХН56ВМКЮ и нержавеющей стали 1Х12Н2ВМФ [1, 26]. [c.19]

В случае определения коэффициентов формулы (2.106) методами статистической обработки результатов испытаний она позволяет с высокой степнью точности описывать характеристики длительной прочности материала в широком диапазоне температур и времени (до 100 СЮО ч). Так, например, из рис. 2.50 видно, что уравнение (2.106) позволяет надежно прогнозировать значения долговечности на ресурс до 1() ч по данным до 10 (черные точки), а также за пределами (при 800 и 1100 С) используемого для 01 ределения коэффициентов температурного интервала (900-1050 С). [c.148]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...