Статистические характеристики механических свойств

Укрупнение зериа аустенита в стали почти не отражается на статистических характеристиках механических свойств (твердость. сопротивление разрыву, предел текучести, относительное удлинение), ио сильно снижает ударную вязкость, особенно при высокой твердости (отпуск при низкой температуре). Это явление сказывается из-за повышения порога хладноломкости с укрупнением зерна. [c.241]

В настоящее время в практике конструирования уже достаточно много внимания уделяется вопросам прочности в статистическом аспекте. Вероятностный подход к оценке несущей способности конструкций основан на статистическом анализе действующих нагрузок, с одной стороны, и статистических характеристиках механических свойств материалов и несущей способности элементов — с другой. Последние, оче- [c.136]

Мысленно построим из того же материала геометрически подобные (аффинные) модели элементов Af в масштабе /о Л А . .., Л . .., Ап воспроизводящие все без исключения индивидуальные отклонения в линейных размерах и дефектах каждого из натурных объектов Л и назовем полученную серию моделей ансамблем Л ). Очевидно, что статистические характеристики механических свойств ансамбля моделей Л - ) должны совпасть с соответствующими характеристиками ансамбля натурных образцов А[ ]. [c.164]

Статистические характеристики механических свойств [c.58]

При изучении процесса макроскопического разрушения учесть локальные характеристики механических свойств очень трудно. В таких случаях целесообразно пользоваться некоторыми параметрами, отражающими статистическую сущность явления разрушения. [c.134]

Одним из резервов повышения ресурса при одновременном снижении материалоемкости машин и сооружений является повышение надежности обоснования расчетных характеристик с учетом указанного рассеяния, необходимых при проекти-ровании и доводке конструкций, что возможно лишь путем широкого внедрения в практику прогрессивных статистических методов планирования механических испытаний и оценки характеристик механических свойств конструкционных материалов, несущей способности и ресурса деталей машин и элементов конструкций. [c.3]

Другим резервом повышения прочности и снижения материалоемкости машиностроительной продукции является применение статистических методов при оптимизации состава конструкционных материалов, технологии производства полуфабрикатов, деталей машин и элементов конструкций, учитывающих вариацию характеристик механических свойств. [c.3]

Рассмотренные в настоящем справочнике методы планирования механических испытаний позволяют производить выбор режимов и обосновывать объем испытаний с целью оценки характеристик механических свойств (среднего значения, дисперсии, квантили и т. д.) с требуемой точностью и статистической надежностью при минимальных трудоемкости и материальных затратах. [c.3]

При решении практических задач, связанных со статистическим анализом характеристик механических свойств конструкционных материалов или несущей способности элементов конструкции, как правило, значение генеральной дисперсии исходного распределения случайной величины, входящее в формулы (2.38)—(2.40), оказывается неизвестным. Поэтому при построении доверительных интервалов для генерального среднего используют выборочную дисперсию. [c.32]

Величина возможной ошибки зависит от объема испытаний (числа образцов), конструктивных особенностей испытуемых элементов, материала, условий испытания и методики обработки их результатов. Повысить точность оценки характеристик механических свойств заданного элемента конструкции при определенных условиях испытаний можно только путем увеличения объема испытаний и применения более рациональной методики статистической обработки результатов, использующей максимум информации, полученной при экспериментах. [c.44]

Обоснование необходимого объема испытаний и выбор оптимальных режимов с целью определения характеристик механических свойств с наперед заданной степенью точности и статистической надежности является основной задачей планирования испытаний. [c.44]

Сравнение выборочной дисперсии с известной генеральной. В некоторых практически важных случаях имеющийся большой экспериментальный материал позволяет с высокой точностью и статистической надежностью оценить генеральную дисперсию характеристики механических свойств сгд. [c.55]

В механике деформируемых тел среда рассматривается как сплошная с непрерывным распределением вещества. Поэтому напряжения, деформации и перемещения считаются непрерывными и дифференцируемыми функциями координат точек тела. Предполагается, что любые сколь угодно малые частицы твердого тела обладают одинаковыми свойствами. Такое толкование строения и свойств тел, строго говоря, противоречит действительности, так как все существующие в природе тела в микроскопическом смысле являются неоднородными. Под дефектами структуры ( неоднородностью ) следует понимать поликристаллическое строение материала, местные нарушения постоянства химического состава, наличие инородных примесей, микротрещины и другие дефекты, приводящие к локальным возмущениям поля напряжений, Однако в силу статистических законов относительные перемещения точек реального тела можно считать практически совпадающими с перемещениями соответствующих точек однородной модели. Чем меньше относительные размеры дефектов, тем больше оснований считать приемлемыми методы механики сплошной среды, оперирующей усредненными характеристиками механических свойств материала. [c.11]

Одним из плодотворных методов определения связи между механическими свойствами, получаемыми на образцах, и служебными свойствами деталей в эксплуатации является использование математической статистики. В первую очередь необходима статистическая обработка результатов массовых приемочных испытаний при сопоставлении их с технологическими и служебными свойствами деталей. Такая обработка, проведенная с анализом физической сущности намечаемых связей, позволила бы выявить наиболее целесообразные характеристики механических свойств для включения их в технические условия и ГОСТ. [c.7]

Большие трудности связаны с получением статистических данных о несущей способности элементов конструкций. Для этого используются в основном два способа. По одному из них экспериментально определяются функции распределения характеристик усталости (или других необходимых механических свойств) для материала путем массовых испытаний лабораторных образцов. Пользуясь условиями подобия, по ним определяется циклическая несущая способность деталей. Систематические исследования усталостных свойств легких авиационных сплавов Б статистическом аспекте были проведены, например, кафедрой сопротивления материалов МАТИ [7 10 11 14] и другими организациями [5]. Это позволило показать применимость усеченного нормально логарифмического распределения для величин долговечностей и ограниченных пределов усталости, установить зависимость дисперсий чисел циклов от уровня напряжений, построить семейства кривых усталости по параметру вероятности разрушения. На основе гипотезы прочности слабого звена были разработаны критерии подобия при усталостных разрушениях в зависимости от напрягаемых объемов с учетом неоднородности распределения [c.144]

Вопросы планирования механических испытаний и статистической обработки их результатов имеют первостепенное значение для рационального выбора материала при проектировании, обоснования расчетных характеристик, установления оптимальных режимов технологии производства полуфабрикатов и деталей, организации статистического контроля качества технологических процессов по механическим свойствам и т. д. [c.44]

Основное достоинство большинства полимерных материалов заключается в сочетании требуемого уровня механических свойств с низкой стоимостью и высокой производительностью при формовании изделий. Механические характеристики полимеров считаются одними из важнейших эксплуатационных показателей в любой области их применения. Поэтому каждый специалист, работающий с этими материалами, должен иметь достаточно четкие представления об их механических свойствах и о влиянии структурных параметров полимеров на их поведение. Полимеры (химическая структура важнейших типов которых приведена в Приложении 1) обладают наиболее широким диапазоном механических свойств среди всех известных материалов. По своему поведению они изменяются от вязких жидкостей и эластомеров до жестких твердых тел. Большое число структурных параметров определяет особенности механических свойств полимеров. Одной из основных задач этой книги является анализ роли этих параметров, среди которых помимо химического состава следует указать следующие молекулярная масса степень разветвленности или сшивания степень кристалличности и морфология кристаллов состав и строение сополимеров (статистических, блок- и привитых) пластификация молекулярная ориентация наполнение. [c.13]

При изготовлении механически подобных моделей для исследования усталости конструкций обращают особое внимание на выбор материала модели. Для обеспечения надлежащих статистических свойств материала модели с учетом рассеивания механических свойств, являющихся индивидуальной характеристикой плавки, заготовки модельного и натурного образцов берутся из одной отливки. Тождественность механического состояния поверхностного слоя модели и натуры детали достигается соответствующим выбором режимов механической обработки [17]. [c.264]

Коэффициент периодичности р Е [1,0] при фиксированном значении объемного относительного содержания включений с/ есть функция от характеристики упорядоченности структуры Vii, в предельных случаях имеем р = 1, когда Vii = с/, наприм , если а = О и р = О, когда Vn = j, например для структуры типа "статистическая смесь , у которой полностью отсутствует корреляция между реализациями физико-механических свойств в различных точках среды [247, 296]. [c.71]

Н. С. Стрелецким и А. Р. Ржаницыным на основании статистических кривых распределения возникающих усилий и отклонения механических свойств от нормальных характеристик, а также анализа отклонений между действительными и расчетными усилиями предложена структура запаса прочности п в виде произведения трех частных коэффициентов [c.20]

При решении первой задачи исследуют влияние температуры, скорости деформирования и жесткости нагружающих систем при кратковременном и длительном статическом нагружениях гладких лабораторных образцов, уточняют характеристики сопротивления разрушению при ударном нагружении лабораторных образцов типа Шарпи и Менаже, регламентируют основные метрологические параметры усталостных испытаний (мало- и многоцикловую усталость). При этом больяюе внимание уделяют двум стадиям разрушения — образованию макротрещин и окончательного излома, а также статистической природе характеристик механических свойств. Выполняемые исследования и методические разработки являются основанием для усовершенствования действующих и разработки новых государственных стандартов на механические испытания. [c.18]

Сущ ественное значение для условия прочности (1.1) имеет назначение и статистическое обоснование гарантируемых характеристик механических свойств (особенно Стьт и на базах до 10 —2-10 ч), а также уточнение запасов с учетом накопления опыта проектирования, изготовления и эксплуатации. Последнее становится все более важным по мере расширения применения конструкционных материалов повышенной и высокой прочности, что обычно требует некоторого увеличения запасов. В то же время следует иметь в виду, что достижение предельного состояния (статическое кратковременное или длительное разрушение, накопление недопустимо больших неупругих деформаций в конструкциях) по условию (1.1) для эксплуатационных условий возможно только в крайне ограниченном числе ситуаций (преимуш е-ственно аварийных). [c.16]

В ряде задач целью испытаний является оценка квантильных значений характеристик механических свойств. В этих случаях минимально необходимый объем испытаний определяют исходя из заданной точности и статистической надежности оценки квантили. [c.46]

При использовании статистических критериев подвергается проверке некоторое предположение относительно свойств одной или нескольких генеральных совокупностей. Это предположение носит название статистической гипотезы. Гипотезу, имеющую наибо.лее валеное значение в проводимом исследовании, называют нулевой и обозначают через И . При рассмотрении, например, свойств продукции разных заводов нулевая гипотеза заключается в предпо.ложении о независимости характеристик механических свойств профилей от уровня технологии производства. [c.51]

Рассмотрим вначале критерии, в основе которых лежит предположение о нормальном или логарифмически нормальном законе распределения изучаемой характеристики механических свойств. Такие критерии называют параметрическими. Статистические критерии, которые не используют информацию о виде функции распределения случайной величины, называют непарамётрическими критериями. [c.52]

Статистические параметры функций распределения характеристик механических свойств и трещиностойкости определяли по результатам еериальных иепытаний образцов по 8...15 шт. Эмпирические значения функций распределения характеристик рассчитывали по формуле [13] [c.34]

Изложенная методика дает возможность (при известных вариациях характеристик механических свойств) методом статистического моделирования прогнозировать К ес в стаз истическом аспекте с получением функций Р(К ). Для широкого практического применения данной методики необходимы дальнейшие исследования достоверности получаемых критериальных характеристик разрушения различных зон сварных соединений. [c.87]

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]

При развитии обратимой отпускной хрупкости, если исключено протекание процессов отпуска, не имеющих отношения к этому виду охрупчивания, не изменяются твердость, предел текучести и другие характеристики механических свойств, получаемь е в результате обычных статических испытаний при комнатной температуре, электрические и магнитные свойства стали, плотность, период Кристаллической решетки феррита и т,д, [1]. Так, даже при весьма сильном охрупчивании (при 510°С в течение 3000 ч после закалки и стабилизирующего отпуска при бБО С продолжительностью 60 ч) стали 15Х2НЗМФА, когда повышение критической температуры хрупкости достигает 120°С (рис. 3, в), не обнаружено статистически значимых изменений таких структурно-чув- [c.17]

Структура реальных металлов и сплавов и распределение ее дефектов неодинаковы даже в пределах одного образца. Поэтому механические свойства, определяемые этой структурой и дефектами, строго говоря, различны для разных объемов одного образца. В результате те характеристики механических свойств, которые мы должны оценивать при испытаниях, являются ареднестати-стическими величинами, дающими суммарную, математически наиболее вероятную характеристику всего объема -образца, который принимает участие в испытании. Даже при абсолютно точном замере механических свойств они будут неодинаковы у разных образцов из одного и того же материала. Инструментальные (систематические и случайные) ошибки определения характеристик свойств, связанные с измерением нагрузок, деформаций, размеров и т. д., еще более увеличивают разброс экопериментальных результатов. Задачи статистической обработки результатов механических испытаний — оценка средного значения свойства и ошибки в определении этого среднего, а также выбор минимально необходимого числа образцов (или замеров) для оценки ореднего с заданной точностью. [c.23]

После деформации с обжатием 26—28% изменяются в основном микроискажения кристаллической решетки, размеры областей когерентного рассеяния мало изменяются во всем интервале температур деформации. Физическое уширение линии (220) изменяется в зависимости от температуры деформации так же, как величина микроискажений кристаллической решетки а-фазы. После прокатки углеродистых сталей с обжатием 26—28% отношение ширины линии (220) к ширине линии (ПО) укладывалось в пределах три—шесть, но для большинства температур прокатки, в том числе в интервале температур динамического деформационного старения, оно было ближе к шести. Согласно данным работы [519], это указывает на то, что уширение рентгеновских линий происходит преимущественно за счет микроискажений кристаллической решетки а-фазы и в меньшей мере — за счет малости блоков. В этих условиях микроискажения могут быть рассчитаны по истинному физическому уширению линий вполне достоверно [506]. Малый вклад блоков в уширение рентгеновских интерференционных линий после прокатки с обжатием 26—28% обусловлен, по-видимому, тем, что блоки, как известно, интенсивно дробятся при увеличении степени деформации до 10 15%, при дальнейшем увеличении степени деформации размеры их практически не изменяются [506, 520]. Количественную зависимость между характеристиками механических свойств и тонкой кристаллической структуры устанавливали на основании статистической обработки с определением критериев значимости полученных зависимостей по методике Браунли [521]. [c.278]

Предел выносливости связан с другими характеристиками механических свойств. Поскольку он характеризует сопротивление материала разрушению, с физической точки зрения наиболее обоснованными являются зависимости, связывающие предел выносливости (ст 1) с истинным сопротивлением разрыву (5к). Наиболее тесная статистическая связь существует [20] между пре- [c.71]

Основной характеристикой сопротивления материалов силовым воздействиям является н мативное сопротивление которое устанавливается СНиПом с учетом условий контроля и статистической изменчивости механических свойств материала. В качестве нормативного сопротивления строительных сталей принимают наименьшее контролируемое (браковочное) значение предела текучести Гт или временного сопротивления г.. значения устанавливаются ГОСТами или техническими условиями на металл. [c.92]

Свойства сталей 15Х1М1Ф и 12Х1МФ в значительной степени определяются их металлургической природой. Статистическая обработка результатов механических испытаний и данных химического состава трубных заготовок поставки различных заводов показывает значительные расхождения средних статических величин временного сопротивления, ударной вязкости и других характеристик, а также содержания отдельных элементов в зависимости от завода — поставщика заготовки. Допуски, установленные на пределы по химическому составу и механическим свойствам, чрезмерно велики. Они были установлены из условия отсутствия брака на трубопрокатных заводах, без достаточного учета требова-120 [c.120]

Механизм высокоэластичной деформации [22]. Высокоэластичное состояние является промежуточным физическим состоянием между жидким (текучим) и стеклообразным, поэтому в комплексе механических свойств эластомера можно обнаружить элементы свойств жидкого и стеклообразного тела. В простой жидкости молекулы легко перемещаются тепловым движением. Внешнее силовое поле дает преимущество перемещению в направлении поля, что приводит к возникновению макроскопически наблюдаемого течения жидкости. Развитие высокоэластичной деформации можно рассматривать как течение звеньев или групп звеньев макромолекулы под влиянием внешних сил. С этой точки зрения полимеры (и, в частности, эластомеры) близки к жидкостям. Однако, поскольку все звенья в цепи связаны, а цепи сшиты в пространственную сетчатую структуру, то их течение ограничено связями и не является необратимым. Это соответствует твердому состоянию тела. Таким образом, при высокоэластичном состоянии возможность свободного перемещения имеют только участки цепных макромолекул при отсутствии заметных перемещений макромолекулы в целом. Тепловые движения п эиводят к многочисленным-конформациям этих участков, при которых расстояние между узлами цепей пространственной сетки намного меньше контурной длины участков цепи. Под действием внешней силы цепи изменяют свои конформации, причем проекции участков в направлении деформации удлиняются (или сокращаются). Деформация развивается путем последовательного перемещения сегментов этих участков из одного положения в другое, т. е. протекает во времени [4, 49]. Этим объясняется отставание высокоэластичной деформации от изменения внешней нагрузки. Процесс перегруппировки сегментов сопровождается преодолением внутреннего трения и, следовательно, рассеянием механической энергии. После прекращения действия внешней силы участки цепи под действием теплового движения вновь вернутся в наиболее вероятное состояние сильно свернутых конформаций. По терминологии термодинамики переход в более вероятное состояние системы связан с возрастанием энтропии. Поэтому эластомеры имеют энтропийный характер деформации деформация связана с уменьшением энтропии, а возвращение в начальное положение — с увеличением ее. На основе законов термодинамики разработана статистическая (кинетическая) теория деформации и прочности полимеров, устанавливающая связь механических характеристик с температу-4 51 [c.51]

Механические микро- и макроскопические процессы в неоднородных материалах достаточно подробно изучались в рамках детерминированных и статистических моделей механики композитов. Преимущество статистических моделей состоит в том, что они естественным образом учитывают такой важный фактор реальной структуры композитов, как случайность взаимного расположения элементов и статистический разброс их свойств. Однако в статистической механике композитов до сих пор остгъется открытым вопрос о более полном, по сравнению с одноточечными приближениями, учете многочастичного взаимодействия компонентов. Поэтому в подавляющем большинстве работ в этом направлении анализ напряженно-деформированного состояния композитов ограничивается вычислением осредненных по компонентам полей деформирования. Вычисление и других статистических характеристик полей деформирования для случгкев неизотропного и комбинированного нагружения, а также построение решений нелинейных краевых задач для процессов накопления пластических деформаций и повреждений в компонентах композитов с учетом неоднородности полей деформирования приобретает особо важное зна чение в задачах прогнозирования прочностных свойств. [c.16]

Изучение поведения измельченной древесины при уплотнении первоначально наиболее активно осуществлялось в рамках исследований по древесно — полимерным композитам [126]. При этом учитывались, главным образом, качественные и простейшие геометрические характеристики частиц вид, форма, размеры, порода древесины, способ изготовления, качество поверхности. С появлением современной испытательной аппаратуры на базе компьютеров, видеоанализаторов изображений [127] стало возможным оперировать более тонкими характеристиками, учитывающими как структуру древесных частиц, например долю наружной поверхности частиц с перерезанными волокнами, так и статистические законы распределения структурных элементов. Соответственно, и в развитии теории и методов прогнозирования структурно— механических свойств древесно — полимерных композитов произошел переход от феноменологических подходов [128] к структурным статистическим [73, 129]. [c.112]

Подавляющее большинство известных решений задач оптимизации конструкций из композитов получено в детерминированной постановке. При этом стохастический характер моделей оптимизации, обусловленный стохастичностью физико-механических свойств композита, учитывается посредством интерпретации описывающих эти свойства параметров модели как статистически усредненных величин. В отношении деформативных характеристик конструкций такой подход представляется достаточно правомерным, поскольку указанные характеристики получаются в результате усреднения большого числа элементов конструкционного композита (представительных объемов, монослоев и т. д.). Однако такие факторы, как, например, геометрические несовершенства, индивидуальны на уровне конструкции и поэтому в модели оптимизации, вообще говоря, усреднены быть не могут. Один из разделов главы посвящен анализу стохастических моделей оптимизации и методам де-терминизации некоторых частных случаев таких моделей. [c.7]

Книга посвящена оптимальному проектированию механических элементов. Изложен метод проектирования, который можно применять для проектирования самых разнообразных предметов и который сводит к минимуму грубое экспериментирование и учитывает неизбежные ограничения, с которыми сталкиваются инженеры-конструкторы. Рассмотрены следующие вопросы аппроксимация метода проектирования влияние производственных ошибок на характеристики изделия выбор оптимального метода анализа механические свойства материалов статистические данные и техника безопасности принципы отпимального проектирования и их применение при расчете элементов с осевой нагрузкой, торсионов, балок, валов с комбинированной нагрузкой и зубчатых передач. [c.244]

Поликристалл представляет ансамбль разориентировапных зег рев, его нагружение характеризуется резко неоднородным распре-делением деформаций и напряжений. Расчет напряженного состоя нпя и механических характеристик поликристалла обычно проводят в модели неоднородной упругоанизотропной среды, в которой модули упругости Xikmn, компоненты тензоров напряжения Отп и деформации 6,7, изменяются при переходе от одного зерна к другому. Механические свойства такой среды определяются статистическим усреднением характеристик отдельных зерен. [c.143]

При оценке прочностной надежности обычно используют детерминированные модели разрушения в виде условий прочности (разрушения), связывающих компоненты напряженнош состояния и механические свойства материала. В последнее время получили применение статистические модели разрушения, учитывающие рассеяние характеристик прочности и нагруженности элемен -тов конструкций [9, 12, 37, 02]. [c.185]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...