1-3 воапросы Анцупов ст. 1 Основные понятия и уравнения теории прогнозирования надёжности деталей машинпараметры состояния, уравнение эволюции и запаса надёжности, уравнение перехода изделия в предельное состояние и ресурса
Скачать 0.58 Mb.
|
VI. Формулирование уравнения перехода объекта в предельное состояние (состояние параметрического отказа). Если внешние нагрузки ( или ) приводят к возникновению внутреннего напряжения , равного предельному значению , нагруженный элемент переходит в предельное состояние (состояние параметрического отказа), при котором происходит нарушение целостности сплошной среды или разрушение межатомных связей. Нагруженный элемент или разделяется на части, или чрезмерно пластически деформируется. Таким образом, уравнение перехода нагруженной детали в предельное состояние (состояние параметрического отказа) по выбранному параметру , запишем в виде: (4.6) соответственно для хрупких (пластичных) материалов. Условие (4.6) называют условием (критерием) статического (мгновенного) разрушения. VII. Вывод уравнений для оценки показателей долговечности (ресурса) объекта. Учитывая вышеизложенное, ресурс нагруженного элемента (длительность его пребывания под нагрузкой ( или )) зависит от величины вызванного ими напряжения . При этом статический подход предполагает два возможных его значения: - если напряжение любой величины, меньше предельного значения , т.е. внутренние напряжения не превышают удельных сил сцепления участков сплошной среды (или атомов (молекул) структуры материала), то согласно условию работоспособности (4.4) элемент под нагрузкой будет находиться в работоспособном состоянии сколь угодно долго (!!!) с постоянным коэффициентом запаса работоспособности (надежности), равным . В этом случае его ресурс (предельная наработка до отказа) равен бесконечности: ; (4.7.а) - если напряжение при заданных ( или ) достигает предельного значения , т.е. внутренние напряжения равны (или превышают) удельные силы сцепления участков сплошной среды (или атомов (молекул) структуры материала), то согласно условию (4.6) элемент под нагрузкой мгновенно переходит в предельное состояние (разделяется на части или чрезмерно необратимо пластически деформируется). В таком случае его ресурс стремится к нулю: . (4.7.б) Таким образом, согласно описанному выше и широко распространенному в «Сопротивлении материалов» статическому подходу, нагруженные детали имеют неограниченный ресурс (срок службы), если выполняется условие работоспособности (4.4). Однако, практика и современные исследования [16-18] показывают, что в реальных условиях эксплуатации время жизни любого нагруженного тела имеет различную, но предельную долговечность - длительность от момента приложения нагрузки до момента его разрушения (чрезмерной деформации). Это говорит о некорректности статического подхода и невозможности его использования для прогнозирования надежности нагруженных объектов. При любом значении напряжения , возникающем в теле под действием внешних нагрузок, время его жизни до разрушения ограничено, что доказано при рассмотрении кинетического подхода в следующем ПРИЛОЖЕНИЕ. Справочные материалы для выбора исходных данных при расчете показателей надежности нагруженных деталей по критериям прочности Таблица П1
Примечание. (о) – отжиг; (н) – нормализация; (з) – закалка В таблице приведены данные работ [16, 29, 30]. Для указанных марок стали принять постоянными и равными: физические характеристики: - модуль упругости; - модуль сдвига; - коэффициент Пуассона; основные физические константы: - число Авогадро; - постоянная Планка; - универсальная газовая постоянная; - постоянная Больцмана. |