Расчет на длительную статическую прочность

Излагаемый ниже автором настоящей работы расчет на длительную статическую прочность елочного замка лопаток газовых турбин представляет собой обобщение и дальнейшее развитие его работ и работ его учеников [2, 3, 9—12, 24—26, 28—31]. [c.8]

Используемые в расчете на длительную статическую прочность эквивалентные напряжения могут быть определены по формуле, предложенной Е. И. Русановой [c.121]

При повышенных и высоких температурах характерным является развитие деформаций ползучести и накопление длительных статических повреждений. Эти два важнейших для прочности и ресурса процесса интенсифицируются при увеличении действующих напряжений, времени и температуры. Расчеты на длительную статическую прочность проводятся [1—3, 5] по пределам ползучести и длительной прочности для стационарных и нестационарных режимов причем в последнем случае, как и при многоцикловой усталости, используется преимущественно условие линейного суммирования повреждений. [c.12]

Расчет на длительную статическую прочность проводят на основе сопоставления действующих напряжений во всех режимах с допускаемыми с целью исключения разрушения оборудования или трубопроводов при длительном статическом нагружении [см. 2) и 4) п. 1.2.1]. [c.16]

РАСЧЕТ НА ДЛИТЕЛЬНУЮ СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ [c.111]

Приведенные напряжения категорий (0)2 и (а) при расчете на длительную статическую прочность оболочек и трубопроводов должны удовлетворять следующим условиям [c.111]

Расчет на длительную статическую прочность омываемых натрием элементов контура из аустенитных сталей, если в том же контуре находятся элементы из углеродистых или [c.113]

Г р у б и н А. Н, Расчет елочного замка лопаток газовых турбин на длительную статическую прочность, Проблемы прочности в машиностроении , Изд-во АН СССР, 1962, № 9. [c.180]

В расчетах на длительную статическую и длительную циклическую прочность, разд 5 7, 5 9 Норм [c.425]

В последнее время проводились работы в области механики полимеров, создания методов расчета деталей из полимеров на прочность, комплексного изучения их физико-механических характеристик. Изучаются теории, необходимые для решения задач о деформированном и напряженном состоянии упруго-вязких полимеров. Получила развитие теория и накоплен обширный экспериментальный материал в области температурно-временной зависимости прочности, развиты представления о статической усталости армированных систем на основании свойств отдельных компонентов, показано существование предела длительной статической прочности. Для описания условий разрушения предложены критерии предельного состояния, экспериментально показана зависимость плотности и упругости. Определенное развитие получили представления о взаимосвязи структуры полимеров и их механиче ских свойств, а также структурная механика армированных систем. [c.215]

Так как условия прочности (4.7) и (4.8) требуют предварительного определения напряженного состояния деталей, работающих при ползучести [10, 86], то они особенно удобны в случае статически определимых напряжений. Однако могут встречаться и такие исходные условия для расчетов на длительную прочность, когда вместо приведенных напряжений удобнее вводить деформации АеЧ" , накапливающиеся на отдельных ступенях нагружения. В таких случаях может быть использована формула [c.106]

Основным методом расчета дисков ГТД является расчет на кратковременную и длительную прочность при действии центробежных нагрузок [4]. Расчет производится с учетом пластических деформаций и ползучести материала. Для дисков сложной формы необходимо учитывать действие изгибающих моментов. Диски турбины, имеющие значительную массу, неравномерно нагреты как по радиусу, так и по сечению (в особенности на нестационарных режимах). Температурные напряжения в дисках турбин являются важным компонентом, влияющим на напряженное состояние. При расчете определяется запас статической прочности по напряжениям во всех сечениях диска на каждом из режимов нагружения [c.83]

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]

Расчеты на прочность деталей теплосиловых установок только по характеристикам статической и длительной статической прочности при высоких температурах являются недостаточными, поскольку ни предел текучести, ни условный предел длительной прочности не отражают в достаточной мере реальных условий нагружения материала в наиболее повреждаемых зонах. Так, например, применение сталей с повышенным пределом текучести для сосудов давления и других элементов с точки зрения сопротивления коррозионной усталости при высокой асимметрии цикла нагружения в ряде случаев не является достаточно технически оправданным [35]. [c.20]

Как указывалось выше, часто фактором, лимитирующим безаварийную работу конструкций, является деформация, чрезмерно развившаяся за срок их службы. В этом случае установление продолжительности безотказной работы требует знания деформированного состояния конструкций. Эти расчеты основаны на использовании теорий ползучести. Кроме того, расчеты на длительную прочность требуют знания характера изменения во времени напряженного состояния, что в статически неопределимых случаях не может быть установлено без теорий ползучести. Из сказанного становится ясным большое значение этих теорий в проблеме длительной прочности. Ниже излагаются основные теории ползучести, постановки задач и некоторые общие методы их решения. [c.59]

Следует иметь в виду, что для экспериментального получения абсциссы и ординаты каждой точки указанной диаграммы (кроме точки В, абсцисса которой равна пределу прочности и определяется в результате статических испытаний) необходимо испытать целую серию образцов. Следовательно, построение диаграмм пределов выносливости по более или менее значительно.му числу точек связано с весьма длительными и дорогостоящими экспериментами. Поэтому обычно пользуются схематизированными диаграммами пределов выносливости, построенными по двум или трем экспериментально полученным точкам. Вопрос о таких схематизированных диаграммах и об их использовании для расчетов на прочность кратко изложен в п. 4. [c.303]

Расчет на выносливость. Для валов и осей, подверженных воздействию длительных переменных нагрузок, производится расчет на выносливость. В связи с тем, что на усталостную прочность материалов существенное влияние оказывает концентрация напряжений, масштабный фактор и состояние поверхности (чистота, упрочнение), расчет на выносливость ведется после окончания полного конструирования вала (оси) и носит характер проверочного расчета для определения фактического коэффициента запаса прочности и сопоставления его с допускаемым значением. Поэтому расчету на выносливость должен предшествовать, предварительный расчет на статическую прочность. [c.431]

Причиной поломок деталей машин в подавляющем большинстве случаев является усталость материала, т. е. явление внезапного разрушения при пониженных против предела прочности напряжениях от действия переменных нагрузок. Результаты статических испытаний и испытаний на удар дают возможность только до некоторой сте-пени судить о способности f материала переносить длительно действующую переменную нагрузку. Для определения этой важной характеристики материала, нужной для расчета на прочность машин и сооружений, работающих при переменных напряжениях, производят особое испытание материала, называемое испытанием на выносливость или на усталость. [c.347]

Прочность является главным критерием работоспособности для большинства деталей. Поломки частей машин не только приводят к простоям, но и могут быть причиной несчастных случаев. Различают статическую и усталостную прочность деталей. Нарушение статической прочности происходит тогда, когда величина рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала. Обычно это связано с перегрузками. Усталостные поломки детали вызываются длительным действием переменных напряжений, величина которых превышает характеристики усталостной прочности материала (например. О-1). Основы расчетов на прочность изложены в разделе сопротивления материалов. [c.211]

Движение трещины от отверстия под болты в сторону отверстия под вал двигателя происходит в поле центробежных сил, которые определяют длительную статическую выдержку материала иод нагрузкой. Поскольку длина трещины возрастает, а процесс подрастания трещины при чистом скольжении связан с высокой скоростью роста трещины и происходит быстро при постоянном уровне внешней нагрузки, есть основания полагать, что трещина движется в условиях слабо возрастающего по величине коэффициента интенсивности напряжения. Именно это определяет значительную протяженность зоны II, в которой подрастание трещины происходит в закритической области с высокой скоростью (десятки и сотни микрон за один полет). Выявленное поведение материала, с развивающейся усталостной трещиной по направлению от крепежного отверстия под болт к валу двигателя, согласуется с результатами расчета на прочность дисков [2]. [c.547]

Применительно к атомным энергетическим установкам по мере накопления данных о средних и минимальных характеристиках механических свойств, повыщения требований к уровню технологических процессов на всех стадиях получения металла и готовых изделий, развития методов и средств дефектоскопического контроля и контроля механических свойств по отдельным плавкам и листам было принято [5] использовать при расчетах не величины [о ], а коэффициенты запаса прочности и гарантированные характеристики механических свойств для сталей, сплавов, рекомендованных к применению в ВВЭР (см. гл. 1, 2). Для новых металлов, разрабатываемых применительно к атомным энергетическим реакторам, был разработан состав и объем аттестационных испытаний, проводимых в соответствии с действующими стандартами и методическими указаниями. Методы определения механических свойств конструкционных материалов при кратковременном статическом (для определения величин Ов и 00,2) и длительном статическом (для определения величин и o f) нагружениях получили отражение в нормах расчета на прочность атомных реакторов [5]. [c.29]

Так как длительно действующие нагрузки пропорциональны наибольшим кратковременным, то эпюры, полученные для расчета на статическую прочность (фиг. 16), по своим относительным ординатам сохраняются и для расчета на усталостную прочность. [c.154]

Для деталей, работающих при высоких температурах в условиях ползучести и воздействия вибрационных нагрузок, в настоящее время методы расчета на выносливость практически отсутствуют. Поэтому допускаемые напряжения для этих деталей должны выбираться на основании опыта эксплуатации аналогичных конструкций, а если его нет, то эти напряжения должны быть в 2,5ч-3 раза ниже предела длительной прочности, определенного для статической нагрузки. [c.58]

Расчет высоконагруженных элементов конструкций на малоцикловую усталость — сложная задача, для решения которой необходимо использовать результаты комплексного исследования как условий их нагружения, так и циклических свойств материалов. Сейчас оценки прочности конструкций на стадиях проектирования и эксплуатации либо основываются главным образом на углубленном расчете их статической прочности, либо дополняются расчетом на усталость и длительную прочность, в том числе с учетом соответствующих вероятностных представлений. [c.3]

Поверочные расчеты имеют своей целью оценку работоспособности конструкций с учетом условий эксплуатации (режимов, тепловых и механических нагрузок, воздействий окружающих сред, переменности и длительности нагружения), конструктивных форм и технологии. К поверочным расчетам относятся расчеты на статическую прочность (по категориям напряжений), циклическую прочность, сопротивление хрупкому разрушению и устойчивость. [c.32]

Как отмечалось в 1 и 2, условие нагружения конструкций натриевых реакторов на быстрых нейтронах характеризуется температурами до 550—610° С для хромоникелевых аустенитных сталей типа 18-8 и 500° для хромо молибденовых. Корпус реактора и внутриреакторные конструкции подвергаются охрупчиванию при облучении нейтронами (удлинение стали типа 18-8 становится меньше 10%). Эксплуатация связана с чередованием стационарных и нестационарных режимов (пуск, останов, аварийное расхолаживание, изменение мощности и др.), и по предельным оценкам число переходных режимов с изменением температур до 400—500° С не превышает 1500. Суммарное время переменных тепловых режимов составляет не более 10% от общего временного ресурса (2- --4-3)-10 ч., т. е. основное время эксплуатации относится к стационарному режиму. Накопление циклических и длительных статических повреждений сопровождается при эксплуатации изменением состояния металла по химсоставу и механическим свойствам. Получение экспериментальных кривых усталости при реальных деформациях (размах до 0,5%) и длительности нагружения представляет невыполнимую задачу, поэтому в любом варианте расчета прочности неизбежна необходимость обоснования экстраполяции данных на большие сроки службы. Существующие предложения по расчету длительной циклической прочности отличаются как по определению напряжений и деформаций, так и по расчету предельных повреждений. [c.37]

При расчетах циклической и длительной циклической прочности на стадии проектирования и пуска атомных реакторов в соответствии с данными 3 используются характеристики механических свойств применяемых конструкционных материалов, гарантируемые соответствующими техническими ус.ловиями и стандартами. Этими характеристиками являются модули упругости E , пределы прочности од и текучести Оа,2, относительное сужение ф или фй, определяемые при кратковременных статических испытаниях, а также пределы длительной прочности а х и длительная пластичность ф (или 8 ), определяемые из опытов на длительную прочность и ползучесть. Дополнительными характеристиками материалов являются показатели степени кривой [c.43]

Методические указания. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Определение трещиностойкости при длительном статическом нагружении. М. Изд. Стандартов, 1980. 38 с. [c.234]

Коэффициенты запаса прочности при расчетах на статическую прочность можно классифицировать по роду металла — деформируемому (поковки, штамповки, прокат) или литому, а также исходя из температуры. Последняя определяет для каждой марки стали и сплава основные характеристики, к которым применяется коэффициент запаса. Так, например, для углеродистых сталей, начиная примерно с 350° С, необходимо принимать во внимание также ползучесть металла и относить коэффициенты запаса к длительным характеристикам, а не только к пределу текучести при рабочей температуре. Для теплоустойчивых и жаропрочных сталей перлитного класса (хромистых нержавеющих и аналогичных им) эта температура составляет примерно 430°С, а для аустенитных 480—520° С, в зависимости от марки стали. Это верхние пределы умеренных температур для данных классов деталей. [c.30]

В подавляющем большинстве случаев хрупких разрушений элементов энергооборудования их нельзя объяснить исчерпанием резервов материала только по сопротивлению ползучести или по сопротивлению усталости. Основные применяемые в расчетах на прочность и долговечность степенные зависимости длительной прочности и термической усталости, имеющие однотипный монотонный характер, устанавливают однозначную связь времени до разрушения или долговечности по числу циклов с силовыми или деформационными параметрами при длительном статическом или термоциклическом нагружении. Эти зависимости не отражают в полной мере влияния всех факторов, действующих на металл в процессе эксплуатации. [c.51]

Грубвн А. Н. Расчет на длительную статическую прочность елочного замка лопаток газовых турбин. Сб. Проблемы прочности в машиностроении , вып. 9, изд-во АН СССР, 1962 РЖМ, 1963, 6 В 301. [c.255]

В качестве расчетных для элементов конструкций при длительном циклическом нагружении используют двухчленные уравнения кривых циклического разрушения. Постоянные коэффициенты в этих уравнениях зависят от времени и получаются из рассмотренных выше опытов на длительную статическую прочность (по стадиям образования трещин и по окончательному разрушению). При таком подходе к расчету базовыми оказываются опыты на сопротивление циклическому разрушению при небольших временах и опыты на длительную прочность при временах, приближающихся к эксплуатационным. [c.26]

Расчет кривой длительной малоцикловой прочности материала Х18Н10Т при использовании указанных выше характеристик дает долговечности, меньшие экспериментально полученных примерно в два раза. Данные обстоятельства могут быть связаны с ограниченной точностью корреляционных зависимостей, прежде всего с характерным отклонением расчетных и экспериментальных данных на основе характеристик, определяемых статической пластичностью материала ф. Для приведения соответствия расчетной зависимости и экспериментальных данных формула (4.3.7) была использована при [c.207]

Проблема длительной прочности элементов машин, приборов и аппаратов является традиционной, но за последние годы она расширилась и приобрела особое значение в связи с новыми задачами, которые ставят такие быстро развивающиеся отрасли техники, как энергетическое и химическое машиностроение, авиакосмическая техника и др. Долговечность конструкций приходится оценивать во многих случаях в условиях нестационарных силовых и температурных режимов нагружения, при этом могут протекать различные процессы длительного разрушения. К таким обычно относят статическую усталость, возникающую в результате выдержки конструкционных элементов во времени под действием усилий, мало- и многоцикловую усталость, связанную с циклическими сменами усилий безотносительно ко времени выдержки, а также процессы поверхностных разрушений при действии напряжений и агрессивных сред. При этом возможены еще и другие, комбинированные процессы. Длительному разрушению подвержены не только традиционые металлические, но и различные новые неметаллические материалы — полимеры, керамики, стекла и различные композиты, причем многие неметаллические материалы обнаруживают как циклическую, так и указанную статическую усталость практически в любых температурных условиях, ввиду чего проектирование изделий из этих материалов неизбежно наталкивается на необходимость их расчетов на длительную прочность. [c.3]

Оценка сопротивления малоцикловому разрушению является для деталей авиационных двигателей важным этапом расчетов на прочность, дополняя сугцествуюгцие традиционные методы расчета [2—4, 13, 14]. Рабочие лопатки турбин рассчитываются на кратковременную и длительную статическую прочность оценивается вытяжка пера — для обеспечения зазоров между рабочим колесом и корпусом и для обеспечения натяга между бандажными полками. Материал лопаток, кроме обеспечения прочности, должен иметь достаточную жаростойкость и сопротивление эрозии. Для определения величины натяга в полках производится расчет на релаксацию напряжений и ползучесть в процессе длительной работы на стационарных режимах. [c.82]

Для большинства машин и конструкций в связи с повторяемостью нагружения с относительно большими неупругими деформациями (около 0,5... 1%) при ограниченном числе циклов (до 10 ) развиваются длительное статическое и усталостное повреждения. Поэтому задача прогнозирования прочности и ресурса элементов таких машин и конструкций предопределяет необходимость исследования процессов малоциклового деформирования с анализом накопления как длительных статических, так и малоцикловых усталостных повреждений в их взаимодействии. Традиционные методы расчета статической и длительной статической прочности, основанные на оценке номинальных напряжений, оказываются недостаточ- [c.6]

Нормы содержат основную часть и рекомендуемые приложения. В основной (обязательной) части приведены расчет по выбору основных размеров расчет на статическую прочность, устойчивость, циклическую прочность, сопротивление хрупкому разрушению, длительную статическую прочность, длительную циклическую прочность, прогрессирующее формоизменение, сейсмические воздействия, вибропрочность методики определения механических свог1ств и испытаний для определения характеристик прочности. [c.2]

Прочность — главный критерий работоспособности для большинства деталей. Деталь не должна разрушаться или получать пластические деформации при действии на нее нагрузок. Различают статическую потерю прочности и усталостные поломки деталей. Потеря прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел текучести а,, для пластичных материалов или предел прочности ст для хрупких материалов. Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Усталостные поло.мки вызыва -отся длительным действием переменных напряжений, значение которых превышает характеристики выносливости материалов (например, о ,). Основы расчета на прочность и усталость были рассмотрены в разделе Сопротивление материалов . Здесь же общие законы расчетов на прочность т усталость рассматривают в применении к конкретным деталяму [c.260]

Как показывают экспериментальные данные (см. рис. 1.2.4), при наличии в цикле выдержек наблюдается весьма существенное изменение напряжений и деформаций, причем накопленная деформация может превышать заданный размах в 2—3 раза и более. Расчет длительной малоцикловой прочности в соответствии с кинетическими деформационными критериями в форме уравнений (1.2.8), (1.2.9) дает для рассматриваемого случая нагружения хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных (таблица 1.2.1). На рис. 1.2.2, б показаны величины накопленного повреждения для режимов нагружения с выдержками при растяжении и сжатии, а также только при сжатии (точки 4). Характерно, что новые данные укладываются в поле рассеяния точек, соответствующих испытаниям, проведенным в условиях мягкого и жесткого нагружений без выдержек и с выдержками при постоянном напряжении (точки 2). Для расчета величины повреждения использована зависимость распо.пагаемой пластичности от времени, где ( ) — пластическая деформация при статическом разры- [c.27]

При определении долговечности элементов конструкций, работающих в условиях повторных высокотемпературных воздействий, необходимо учитывать особенности расчетов на прочность при длительном статическом и малоиикловом нагружении, циклической ползучести и неизотермической усталости на основании деформационно-кинетических критериев прочности. [c.3]

Другой расчетной характеристикой прочности при длительном малоцикловом нагружении является предельная пластическая деформация материала. Эту характеристику, используемую для расчета ква-зистатических повреждений на основании деформационно-кинетического критерия прочности при малоцикловом неизотермическом нагружении, изучали при длительных статических испьтганиях образцов из сплава ХНбОВ 1. Для этого высоко пластичного 50%) сплава харак- [c.246]

Расчет вала на выносливость [5] проводится при условии, если у-С л или при наличии невращающихся относительно вала нагрузок, а также в случаях, когда длительно действующие нагрузки непропорциональны наибольшим кратковременным (т. е., когда при изменении внешней нагрузки силы и моменты, действующие на вал, меняются по-разному). В этих случаях строят эпюры моментов отдельно для вращающихся и для невращающихся нагрузок и определяют значения и цикла напряжений (см. т. 3, гл. XV) в опасных сечениях. Опасные сечения при расчете на выносливость соответствуют сечениям с неблагоприятным сочетанием концентрации напряжений и номинальной напряженности и могут не совпадать с опасными сечениями при расчете на статическую прочность. [c.143]

Развитие этих деформаций и повреждений по мере накопления числа циклов зависит от таких важных факторов, как уровень эксплуатационных нагрузок, циклические свойства материалов, максимальные температуры и длительность нагружения в цикле. Если температуры эксплуатации сравнительно невелики и не связаны с образованием статических и повторных деформаций ползучести, то в разрабатываемых методах расчета конструкций на малоцпк-ловую прочность температурно-временные эффекты не учитываются. Это обстоятельство позволяет существенно упростить методику расчета в расчете прочности и долговечности в качестве исходных для заданного режима эксплуатации устанавливаются амплитуды местных, упругопластических деформаций (или местных условных упругих напряжений), коэффициенты асимметрии цикла и число циклов нагружения. Расчет сводится [c.213]

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]

Получившие большую экспериментальную проверку и проверку в условиях эксплуатации традиционные методы расчета прочности серийно выпускавшихся ранее машин и конструкций, основанные на сопоставлении номинальных статических упругих напряжений с допускаемыми [1, 2], для указанных выше условий нагружения оказались недостаточными. Это подтвердилось случаями эксплуатационных поврея<дений и разрушений уникальных машин и конструкций уже на стадиях испытаний и в начальный период работы при долговечностях, несопоставимых с требуемым ресурсом. Запасы статической прочности Пт по пределам текучести 0т, пь по пределам прочности О ,, Пх по пределам длительной [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...