Комплексный анализ истории нагружения и напряженно-деформированных состояний конструкций)
Совместное рассмотрение режимов нагружения и местных напряженно-деформированных состояний позволяет подойти к анализу истории местной нагруженности и выявлению амплитуд местных напряжений и деформаций. Особенности длительного статического циклического) деформирования и кинетические процессы в локальных зонах повышенных местных напряжений и деформаций как правило, отличаются от общих закономерностей циклической нагруженности объектов. Особое внимание здесь следует уделять анализу сочетаний нагрузок, способных приводить к высоким местным напряжениям, деформациям.
Анализ особенностей статических и длительных статических и циклических процессов и закономерностей эксплуатационной и местной нагруженности дает возможность оценки механизмов накопления повреждений и видов предельных состояний по уровню повреждаемости. Большинство оборудования опасных промышленных объектов работает при переменных нагрузках и температурных воздействиях. Поэтому наиболее вероятными механизмами накопления эксплуатационных повреждений будут статическая, повторно-статическая, малоцикловая и многоцикловая усталость .
Определение допустимых (расчетных) значений нагрузок , напряжений, деформаций , чисел циклов и времени нагружения основывается на использовании силовых, энергетических или деформационных критериев разрушения.
Выбор критерия предельного состояния позволяет подойти к расчету ресурса конструкции для различных стадий её повреждения и разрушения.
|
|
|
В общем случае при эксплуатации на технические системы во времени действуют три основных типа нагрузок:
- механические (от давления, массы, сил инерции контактного взаимодействия и т.д.);
- тепловые Ft (от неравномерного распределения температур t и (или) неоднородности теплофизических свойств материалов);
- электромагнитные (от воздействия электромагнитных полей).
При этом определяющими для последующих расчетно-экспериментальных оценок прочности, ресурса, надежности и безопасности принимаются следующие характеристики истории нагружения:
– максимальная расчетная нагрузка Fmax ;
– максимальная (или минимальная) расчетная температура ;
– время заданного режима нагружения и общее время всех режимов и блоков режимов (временной ресурс).
По этой истории устанавливаются дополнительные расчетные параметры:
– размахи усилий F и амплитуды усилий ;
– размахи температур t;
– размахи усилий вибрационного (двух- или многочастотного) нагружения. (1.4Характер нагружения технических систем – последовательность приложения нагрузок с различным уровнем возникающих напряжений в элементах, перегрузки, нестационарный характер нагружения системы влияют на напряженно-дефомированные состояния «–е» и на величину накопленных повреждений d(τ,N).
|
|
|
Нужно учитывать, что при использовании различных методов полученные оценки могут быть консервативными или неконсервативными в зависимости от используемых законов суммирования повреждений, которые влияют на точность оценки уровня поврежденности элементов конструкции и, в конечном счете, на оценку вероятности и риска отказа, аварии или катастрофы.
В механике накопления повреждений под поврежденностью понимается сокращение упругого отклика тела вследствие сокращения эффективной площади, передающей внутренние усилия от одной части элемента конструкции к другой его части, обусловленного появлением и развитием рассеянного поля микродефектов (микротрещины, дислокации, микропоры, поверхностные микротрещины).
Критерии разрушения, характерные признаки разрушения
При наличии в телах трещин, как в случае однородного, так и в случае неоднородного состояния, используются три группы критериев разрушения: силовые (критический коэффициент интенсивности, предел трещиностойкости), деформационные (протяженность пластической зоны), энергетические. При этом возникающие разрушения в зависимости от свойств материала и условий нагружения делятся на три основные группы: хрупкие, квазихрупкие, вязкие.
|
|
|
Окончательное разрушение в зависимости от свойств материала и условий нагружения (температура, скорость нагружения), может произойти в любой из точек на кривой ОАВС.
ОА - участок хрупких разрушений. Трещина развивается с высокой скоростью (1200-1500м/сек). Разрушение описывается критериями линейной механики разрушения (ЛМР). Трещина не останавливается.
АВ – квазихрупкое разрушение. Скорость развития трещины V800÷1500м/сек.
Трещина не останавливается.
ВС - вязкое разрушение. Пластические деформации возникают по всему объему тела. Трещина останавливается, если прекратить нагружение (на участках ОА и АВ - не останавливается). 
Диаграмма разрушения
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 641; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!