Расчетная и конструкционная прочность

РАСЧЕТНАЯ И КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ [c.255]

Причины несовпадения расчетной и конструкционной прочности [c.255]

Исторически сложилось так, что первоначально разрабатывались методы расчета, которые принимали во внимание какой-либо один, главный фактор. Большинство современных методов расчета построены именно по такому принципу. Например, расчет на статическую прочность по предельному состоянию наступления текучести предусматривает сравнение среднего напряжения с пределом текучести металла без учета концентрации напряжения расчет на устойчивость рассматривает только потерю устойчивости и т. д. Соединение в одном методе расчета двух или нескольких факторов во взаимодействии между собой — явление довольно редкое даже при современном уровне развития науки о прочности. На примере расчетов на выносливость [44] можно видеть, что при учете такого фактора, как нестационарность характера нагружения, потребовалась разработка сложных проблем суммирования повреждаемости, над которыми ученые интенсивно трудятся уже многие годы. Таким образом, одна из основных причин несовпадения расчетной и конструкционной прочности заключается в отсутствии комплексного учета многочисленных, совместно влияющих факторов вследствие сложности построения теории. [c.257]

Сопоставляя между собой расчетную и конструкционную прочность, необходимо иметь в виду один из важнейших факторов, влияющих на несущую способность конструкции, — фактор рассеяния механических свойств металлов, геометрических размеров сечений и действующих нагрузок. Конструкционная прочность, объективно отражающая влияние рассеяния, всегда по своей природе является величиной, изменяющейся в довольно широких пределах. Обычно пользуются сравнением некоторых средних значений фактической конструкционной прочности и расчетной. Даже при их совпадении остается открытым вопрос о возможном рассеянии кон- [c.260]

Практика расчетов, проектирования, исследования, изготовления и эксплуатации сварных конструкций накопила большой опыт по обеспечению их надежной работы. Сближение, а в некоторых случаях и совпадение расчетной и конструкционной прочности обеспечиваются системой различных мероприятий. В области расчета это достигается непрерывным совершенствованием расчетных методов. [c.267]

Для более точного совпадения расчетной и конструкционной прочности необходимо выполнение ряда условий. [c.267]

При применении вероятностных методов расчета обходятся без коэффициентов запаса, а оперируют допустимой вероятностью разрушимости [44]. Лишь в этом случае при правильно учтенных факторах возможно совпадение расчетной и конструкционной прочности в том смысле, что совпадут средние величины, законы распределения и дисперсии расчетной и конструкционной прочности. [c.268]

Разработка технологии предусматривает выполнение условий, которые сформулированы конструктором. С помощью технологических приемов стремятся устранить те факторы, которые трудно учесть расчетом. Например, термическая обработка устраняет неоднородность механических свойств, снимает остаточные напряжения, наличие которых довольно трудно учесть, правкой устраняют несовершенства формы, которые могут вызывать концентрацию напряжений, не предусмотренную расчетом. Предусматривается система проверки качества выпускаемой продукции, проводится контроль готовых изделий с целью выявления возможных дефектов, которые, как правило, расчетом не учитываются. Нередко контроль распространяется на все производимые детали. Ответственная продукция подвергается 100%-ным пробным испытаниям при повышенных нагрузках. Эти испытания являются эффективным средством повышения вероятности их неразрушимости и сближения расчетной и конструкционной прочности, но также имеют ограниченные возможности. Объясняется это тем, что характер и размеры дефектов могут изменяться во времени, свойства металлов под влиянием различных факторов также могут претерпеть изменения. [c.268]

Расчетная и конструкционная прочность [c.42]

Мерилом правильности использованного расчета является фактическая прочность конструкции, которая зависит не только от точности расчета, но и от конкретной технологии изготовления, наличия дефектов в конструкции, использованных методов контроля. Имеется диалектическая взаимосвязь между нормами расчета, достигнутым уровнем знаний в науке о прочности и фактическим уровнем технологии и контроля в конкретном производстве. Рассмотрим понятия расчетной и конструкционной прочности и причины их несовпадения. [c.42]

Следующая причина несовпадения расчетной и конструкционной прочности заключается в недостаточных знаниях комплексного влияния нескольких одновременно действующих факторов. Большая часть методов расчета развита для отражения влияния какого-либо одного фактора. Учет в расчетах каждого фактора в отдельности является недостаточным, что и порождает неизбежные расхождения между предсказанной и фактической прочностью. Недостаточность учета влияния слабо изученных факторов также является одной из причт несовпадения расчетной и конструкционной прочности. [c.43]

В настоящей серии будут рассмотрены три группы основных вопросов определения прочности и ресурса ВВЭР 1) конструкции, условия эксплуатации и методы расчетного определения усилий и напряжений (данная книга) 2) методы и средства экспериментального определения напряженно-деформированного состояния на моделях, стендах и натурных конструкциях ВВЭР при пусконаладке и в начальный период эксплуатации 3) методы определения расчетных характеристик сопротивления конструкционных реакторных материалов деформированию и разрушению и расчетов прочности и ресурса при статическом, циклическом, динамическом и вибрационном нагружении. [c.8]

Обеспечение прочности и ресурса машин и конструкций является одним из наиболее важных условий повышения эффективности их применения в различных отраслях промышленности, снижения материалоемкости, освоения принципиально новых технологических процессов, перехода на более высокие рабочие параметры. Это требует разработки новых методов расчетов на прочность, расчетной и экспериментальной проверки нагруженности и долговечности, создания новых методов и средств определения служебных характеристик конструкционных материалов, развития технологических приемов и процессов упрочнения, методов и средств анализа состояния материала при изготовлении и эксплуатации, разработки мероприятий по восстановлению и увеличению ресурса. Решение указанных выше задач должно осуш,ествляться на всех основных стадиях создания машин и конструкций — при проектировании, изготовлении, доводке и испытании и в эксплуатации. Аналогичные подходы используются при обосновании возможности продления ресурса безопасной эксплуатации или форсировании режимов действующих машин и конструкций. [c.6]

Опыт эксплуатации энергетического оборудования и результаты многочисленных исследований убедительно свидетельствуют о том, что традиционный подход при разработке конструкционных и жаропрочных сталей в достижении высоких показателей расчетных характеристик механической прочности (предела текучести и предела длительной прочности при рабочей температуре) во многих случаях не обеспечивает требуемой надежности, долговечности конструктивных элементов. [c.181]

Эксплуатационное требование. Сталь должна удовлетворять условиям работы в машине, т. е. обеспечивать заданную конструкционную прочность, что вначале определяется расчетными данными. Детален, рассчитываемых на статическую прочность, сравнительно мало. Это детали с большим начальным натягом, детали котлов и сосудов высокого давления, диски компрессоров и турбин и некоторые детали с малым числом плавных нагружений (иногда проводится расчет на малоцикловую усталость). Многие Детали машин работают в условиях, когда возникают напряжения, переменные по времени. Расчеты сопротивления усталости этих деталей при стационарном нагружении ведут по пределу выносливости с учетом конструктивных и технологических факторов. [c.313]

Реализация того или иного предельного состояния в элементе конструкции зависит от множества факторов. Каждому типу предельного состояния соответствует свой характер и механизм процесса разрушения, в значительной степени определяемые структурой и технологией получения конструкционного материала. В этой связи развитие расчетно-экспериментального комплекса конструкционной прочности идет в следующих направлениях [c.12]

Критериальные характеристики 1,,, К [ .с, -1с позволяют дать расчетную оценку остаточной прочности независимо оттого, какой вид возможного разрушения анализируется — хрупкий, квазихрупкий или вязкий. С этой точки зрения вопросы достоверного определения указанных характеристик трещиностойкости теряют математическую основу и на первый план выдвигаются вопросы, касающиеся разработки методических основ самого эксперимента, результаты которого могли бы быть непосредственно использованы при оценке прочности реальных конструкций. В тех случаях, когда целью исследований являются разработка оптимальных технологических режимов, оценка качества конструкционных материалов или склонности их к хрупкому разрушению, безусловно, должны использоваться характеристики К или 41(., определяемые в соответствии с рассмотренными выше требованиями достоверности. [c.223]

Повышение надежности машин связано с усовершенствованием расчетов на прочность. В последние годы на основе капитальных трудов в области конструкционной прочности расчеты типовых деталей машин, в том числе подъемно-транспортных [52], претерпели значительные изменения. Но и теперь для предварительного определения размеров деталей машин используют упрошенные условные расчеты по номинальным напряжениям. Эти расчеты, характеризующиеся большой простотой и наглядностью, применяют и в качестве основных для малоответственных деталей. (Зт таких расчетов, основанных, как правило, на хорошо зарекомендовавших себя простых расчетных схемах, нет оснований отказываться и впредь, если по ним накоплен большой положительный опыт, а усложнение расчета не сулит существенного эффекта [56]. [c.61]

Четвертая причина состоит в вероятностной природе формирования конструкционной прочности. Здесь есть два аспекта. Один связан с комбинацией различных факторов и их неблагоприятным сочетанием. А второй заключается в том, что каждый из факторов имеет рассеяние. Возможности статистического подхода в настоящее время используются лишь в отдельных случаях, например в расчетах на усталость. В обозримом будущем невозможность учета статистической природы формирования конструкционной прочности будет одной из главных причин отклонения расчетной прочности от действительной. [c.260]

Применительно к задачам оценки малоцикловой прочности изделий определение расчетных характеристик сопротивления малоцикловой усталости конструкционного материала требует учета ряда специфических особенностей и прежде всего технологических. К таким особенностям относятся состояние материала, влияние на сопротивление малоцикловому деформированию и разрушению места и направления вырезки образцов, особенности работы металла сварного шва, представляющего собой разнородное По механическим свойствам соединение. Для оценки циклических свойств материала изделия необходимо проводить испытания образцов из металла толщины, способа изготовления (прокат, поковка и т. п.) и термообработки, соответствующих штатным. При этом вопрос рационального и правильного выбора места вырезки образца должен решаться с учетом данных по напряженному со- [c.155]

В области низкотемпературной прочности и хрупкости материалов целесообразно разрабатывать следующее расчетные методы прогнозирования поведения мащин и сварных конструкций с понижением температуры новые конструкционные материалы для массового машиностроения и производства металлоконструкций технологические решения, обеспечивающие наиболее полное использование лучших свойств и качеств основных конструкционных материалов в готовом изделии новые присадочные материалы, обеспечивающие высокую производительность работ и надежность сварных конструкций при эксплуатации. [c.183]

На рис. 3.25 приведены некоторые результаты испытаний сильфон-ных компенсаторов и металлорукавов, полученные при характерных значениях температуры и времени выдержки. Кривые малоцикловой усталости конструкционного материала достаточно точно совпадают с расчетными значениями деформаций и экспериментальными значениями малоцикловых долговечностей конструкций. Это подтверждает вьшод о том, что причиной имеющихся отказов, обусловленных появлением трещин в гофрах сильфона, являются циклические упругопластические деформации, и прочность таких конструкций связана прежде всего с малоцикловым характером действующих нагрузок. [c.167]

Располагая такими данными, можно на стадии проектирования выполнить обоснованный выбор конструкционного материала, формы и размеров изделий с параметрами, обеспечивающими заданную малоцикловую долговечность, а затем провести расчетную оценку и на стадии изготовления опытных образцов экспериментальную проверку несущей способности реальной гофрированной оболочки с учетом влияния технологии изготовления на НДС и прочность опасных зон конструкции. [c.169]

Третьей существенной причиной, порождающей несовпадение расчетной и конструкционной прочности, является неправильный выбор предельных состояний и критериев для оценки прочности конструкций. Это не только снижает ценность и достоверность расчетных методов, но и отрицательно сказывается на квалифициро- [c.258]

Для расчетной оценки малоцикловой прочности труб необходимо располагать данными о прочности конструкционного материала с учетом специфических особенностей состояния (позон-ные характеристики металла в сварном соединении) и в связи с условиями деформирования в зоне разрушения [132, 162, 182]. [c.175]

Задача определения длительной малоцикловой и неизотермической прочности деталей машин и конструкций включает получение данных о термомеханической нагруженности в эксплуатационных условиях, определение полей деформаций и напряжений рассчитываемых на прочность элементов (в первую очередь в зонах максимальной напряженности), использование обоснованных критериев длительной малоцикловой и иеизотермической прочности, определение механических свойств и расчетных характеристик конструкционных материалов применительно к условиям службы элементов. Этапы оценки длительной малоцикловой и неизотермической прочности представлены на рис. 4.1. [c.174]

Изложенный в книге анализ законом ериостей деформирования и разрушения позволяет сделать заключение о возможности использования деформационно-кинетических критериев разрушения в условиях длительного малоциклового и неизотермического нагружения. При этом долговечность элементов конструкций оценивают на базе данных о напряженно-деформированном состоянии с учетом кинетики по числу циклов и во времени), а также системы расчетных характеристик малоцикловой прочности конструкционного материала (принимая во внимание изменения механических свойств в процессе длительного высокотемпературного нагружения за пределами упругости). [c.230]

Следует отметить [13] что допускается расточка внутренней поверхности концов трубных элементов под подкладное кольцо до расчетной толщины So вплоть до утоненной толщины 0,955q. В этом случае запас по толщине стенки в зоне сварного шва как тройниковых, так и стыковых сварных соединений по существу отсутствует, что характеризует сварные соединения с пониженной конструкционной прочностью [c.123]

Опыт эксплуатации- показал, что некоторый процент деталей, изготовленных из высокопрочных материалов — сталей, алюминиевых или титановых сплавов — дает внезапные макрохрупкие поломки при нагрузках, значительно меньших, чем расчетные. Это связано с повышенной чувствительностью высокопрочных сплавов к изменению условий нагружения, а иногда и к физикохимическому воздействию окружающей среды. Таким образом, повышая прочность материала, измеренную на гладких образцах, например повышая временное сопротивление, можно наблюдать в зависимости от условий нагружения и повышение, и понижение (и, в частном случае, неизменность) конструкционной прочности материала. [c.253]

Для проведения расчетной оценки длительной циклической прочности компенсатора необходимо располагать данными о характеристиках прочности конструкционных материалов и на этой основе выполнять расчет долговечности путем сопоставления величин циклических деформаций в наиболее нагруженных зонах конструкции с разрушаюЕцими деформациями, полученными при испытании образцов. Сопоставление должно производиться в инвариантных к типу напряженного состояния деформациях, причем в исследовании [123] используются интенсивности указанных величин (формулы (4.3.4)). [c.205]

Весьма перспективными для криогенной техники являются композиционные материалы. Их отношение предела прочности к теплопроводности на несколько порядков выше, чем у материалов других классов. Результаты работ, проведенных по программам ВВС и НАСА, содержатся в обзорах [12—14]. Настоящая программа предусматривает определение упругих констант, термического расширения и теплопроводности композиционных материалов пяти классов стеклопластиков, материалов на эпоксидной основе с синтетическим волокном, бороиластиков, угле- и боралю-миния. В табл. 3 сопоставлены повышенные значения ряда расчетных параметров этих материалов (теплопроводность/модуль Юнга теплопроводность/иредел текучести предел текучести/плотность и модуль Юнга/плотность) со свойствами некоторых конструкционных сплавов. Все дан- [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...