Cтраница 3
Проблемы многопараметричности и многофакторности таких показателей, как прочность, ресурс, живучесть и безопасность, могут быть в значительной степени разрешены, если используются одни и те же уравнения состояния ( для стадий упругого и упругопластиче-ского деформирования, а также окончательного разрушения), на базе деформационного критерия разрушения, в том числе для стадий образования и развития трещин. Такой подход позволяет переходить от деформационной трактовки ( как процессов деформирования, так и процессов разрушения) к силовой и энергетической при рассмотрении различных видов нагружения ( от линейного до объемного, от статического до динамического и циклического, от изотермического до неизотермического) и количественно увязать между собой упомянутые выше запасы. Таким образом, создается единая научная основа определения показателей прочности, ресурса, живучести и безопасности. [31]
Рассмотренные критерии сформулированы непосредственно в силовых терминах. Представляется, что деформационные критерии разрушения физически более обоснованны и перспективны, в особенности при сложных программах нагружения. [32]
Следует отметить, что широко распространенные энергетические и силовые критерии имеют достаточно наглядную интерпретацию в случае хрупкого разрушения, но хуже интерпретируются в случае вязкого разрушения. В связи с этим наряду с силовыми критериями развиваются деформационные критерии разрушения, которые на основе современной измерительной аппаратуры могут, вообще говоря, достаточно точно экспериментально проверяться. [33]
Получение точных аналитических решений упругопла-стических задач для трубы с вмятиной является весьма затруднительным, поскольку задача должна решаться в трехмерной постановке с учетом больших перемещений. Поэтому в запас прочности несущая способность трубы с вмятиной может быть рассчитана по деформационному критерию разрушения с использованием теоретического коэффициента концентрации напряжений без учета формоизменения. [34]
Анализ имеющихся немногочисленных подходов по решению задач для трубы с дефектами геометрии ( вмятины, гофры) показал, что получение точных решений является весьма затруднительным, поскольку задача должна решаться в трехмерной постановке с учетом больших перемещений. Поэтому для запаса прочности несущая способность трубы с вмятиной может быть рассчитана по деформационному критерию разрушения с использованием теоретического коэффициента концентрации напряжений без учета формоизменения. [35]
Получение точных аналитических решений упругоплас-тических задач для трубы с вмятиной является весьма затруднительным, поскольку задача должна решаться в трехмерной постановке с учетом больших перемещений. Поэтому для запаса прочности несущая способность трубы с вмятиной может быть рассчитана по деформационному критерию разрушения с использованием теоретического коэффициента концентрации напряжений без учета формоизменения. [36]
Эти уравнения входят как существенный составной элемент в условия накопления повреждений, формулируемых на базе силовых, энергетических и деформационных критериев разрушения. При этом, как указывалось ранее, преимущественное значение при расчетах прочности и долговечности имеют деформационные критерии разрушения, позволяющие наиболее полно учесть кинетику деформаций в зонах максимальной нагруженно-сти и изменение во времени характеристик пластичности. Деформационные критерии разрушения применимы для двух основных стадий повреждения - образования макротрещин и их развития до достижения неустойчивого критического состояния. [37]
Проведение таких кинетических расчетов при температурах, не вызывающих ползучесть, реализуется сравнительно несложно, если в эксплуатации имеют место стационарные режимы изотермического нагружения. Для материалов, склонных к циклической стабилизации, этот расчет еще больше упрощается и может быть основан на деформационных критериях разрушения и анализе напряженно-деформированного состояния в исходном ( нулевом) и первом полуциклах нагружения. [38]
Выполнен анализ кинетики механохимической повреждаемости конструктивных элементов при эксплуатации трубопроводов и получены аналитические формулы для расчета их долговечности в условиях хрупкого и вязкого разрушений. В отличие от ранее известных решений получаемые зависимости справедливы для элементов независимо от отношения главных напряжений и параметров анизотропии и базируются на деформационных критериях разрушения, адекватно отражающих работоспособность труб из пластичных материалов. [39]
Эти уравнения входят как существенный составной элемент в условия накопления повреждений, формулируемых на базе силовых, энергетических и деформационных критериев разрушения. При этом, как указывалось ранее, преимущественное значение при расчетах прочности и долговечности имеют деформационные критерии разрушения, позволяющие наиболее полно учесть кинетику деформаций в зонах максимальной нагруженно-сти и изменение во времени характеристик пластичности. Деформационные критерии разрушения применимы для двух основных стадий повреждения - образования макротрещин и их развития до достижения неустойчивого критического состояния. [40]
Очевидно, что без знания хотя бы основ механики разрушения трудно говорить о понимании средств и приемов расчета дефектных конструкций. Поэтому выглядит вполне закономерным изложение основных положений, понятий и методов механики разрушения. Рассмотрены энергетические, силовые и деформационные критерии разрушения. Даны примеры, помогающие представить себе результаты расчетов по соответствующим критериям. В частности, уделено большое внимание коэффициенту интенсивности напряжений, который играет существенную роль в оценке конструкционной прочности деталей с трещинами. Рассмотрены оценочные приемы расчетного определения коэффициента интенсивности напряжений, поскольку аналитические методы ограничены простыми областями, а численные методы по разным причинам не всегда доступны. Предложен прогрессивный метод расчета, основанный на понятии предела трещиностойкости. Этот подход приводит к двух-параметрическому критерию разрушения, сочетающему в себе расчет детали без трещины с расчетом той же детали, но с трещиной. При этом оказывается возможным проведение расчета с помощью одного критериального уравнения как при хрупком, так и при вязком разрушении. [41]
Изложенные выше методы определения прочности, ресурса и трещиностойкости по деформационным критериям статического и циклического разрушения были использованы для наиболее ответственных конструкций ядерной, ракетно-космической, авиационной техники. При этом в расчетах использовались условные упругие напряжения а, равные произведению деформаций на модуль упругости при соответствующей температуре эксплуатации. Применение деформационных критериев разрушения для определения прочности и остаточного ресурса на стадии развития трещин остается пока весьма ограниченным и требует дальнейших разработок в области оценки кинетики напряженно-деформированных и предельных состояний в нелинейной постановке. [42]
Изложенные выше методы определения прочности и ресурса несущих деталей машин и элементов конструкций по деформационным критериям циклического разрушения применялись в наиболее ответственных случаях на стадии образования трещин. При этом в расчетах используют условные упругие напряжения ст, равные произведению значения деформации на модуль упругости при соответствующей температуре эксплуатации. Применение деформационных критериев разрушения для определения прочности и остаточного ресурса на стадии развития трещин остается пока весьма ограниченным и требует дальнейших разработок в области оценки кинетики напряженно-деформированных и предельных состояний в нелинейной постановке. [43]
Изложенные выше нормативные и уточненные методы определения прочности и ресурса конструкций СТС по деформационным критериям разрушения могут быть реализованы для стадий образования и роста трещин. При этом в расчетах используют условные упругие напряжения а, равные произведению деформаций на модуль упругости при соответствующей температуре эксплуатации. Однако применение деформационных критериев разрушения для определения прочности и остаточного ресурса на стадии развития трещин остается пока весьма ограниченным и требует дальнейших разработок в области оценки кинетики напряженно-деформированных и предельных состояний в нелинейной постановке. [44]
В монографии представлены результаты многолетних исследований автора. В первой части изложены основные закономерности деформирования и разрушения при однократном, мало -, много цикловом, длительном статическом и длительном циклическом нагружении. В качестве базовых использованы деформационные критерии разрушения. Отмечена важность детального анализа перераспределения упругих и упругопластических деформаций в зонах концентрации напряжений и в зонах трещин. Достижение предельных состояний определяется по условиям линейного суммирования квазистатических и усталостных повреждений. При оценках прочности и ресурса учтено действие поверхностных контактных нагрузок и влияние среды. [45]