Метод прогнозирования прочности

Непосредственное определение длительной прочности весьма трудоемко. Поэтому важнейшее значение приобретают методы прогнозирования долговечности изделий. Все они базируются на экспериментально установленной зависимости долговечности от внешних факторов (напряжения, температуры, концентрации агрессивной среды, размера и формы изделий), а также от основных структурных характеристик материала (плотности, молекулярной массы и т. д.) [c.275]

Таким образом, методы прогнозирования работоспособности должны базироваться на таких критериях, которые бы учитывали временные процессы накопления повреждений в металле, а в качестве параметров надежности должны быть показатели долговечности, например, время до разрушения или число циклов до разрушения. Существующие нормативные материалы по расчету прочности не позволяют получать такие важные характеристики прочностной надежности. Например, в процессе эксплуатации труб вследствие деформационного старения происходит некоторое повышение прочностных свойств, т. е. временного сопротивления и преде 1та текучести металла. Из этого следует парадоксальный вывод о том, что с увеличением срока службы нефтепровода можно увеличивать рабочее давление, если производить оценку прочности по действующим строительным нормам и правилам. Другими словами, с увеличением срока службы нефтепровода его надежность должна увеличиваться. В действительности, наряду с увеличением прочностных свойств происходит повышение отношения предела текучести к пределу прочности Ктв и снижение пластичности, которые определяют ресурс длительной прочности при малоцикловом нагружении и действии коррозионных сред. [c.6]

Метод аналогий для прогнозирования прочности клеевых соединений только начинает применяться. В качестве примера приведем данные по прогнозированию длительной прочности клеевых соединений алюминиевого сплава на эпоксидном клее холодного отверждения ЭПЦ-1 [25]. По обобщенным кривым. можно прогнозировать прочность соединений на срок, достаточный для эксплуатации реальных объектов. Наиболее существенно, что значения длительной прочности, полученные экстраполяцией кривых прочности тех же соединений, находящихся под постоянной нагрузкой [26], и методом аналогий, практически совпадают. Коэффициент температурно-временной редукции удовлетворительно аппроксимирован соотношением [c.244]

Вопрос прогнозирования прочности материалов не является новым. Довольно широко применяется метод прогнозирования прочности композита на основе закона смеси. Однако в этом случае [c.139]

Методы прогнозирования работоспособности в процессе эксплуатации должны базироваться на принципиально отличающихся подходах и критериях в сравнении с существующими методами расчета на прочность. [c.5]

В последние годы в Советском Союзе были разработаны методы прогнозирования прочности пряжи из смесей волокон, имеющих в значительной степени различные показатели по относительному удлинению [94, с. 198—204 115 116]. [c.367]

На рис. 8.1,6 показан графо-аналитический метод прогнозирования, который основан на использовании линии хрупкости. Он также проверен на трубах из полиэтилена высокой плотности [26]. Реализация метода возможна при наличии минимум двух изотерм долговечности, которые воспроизводятся экспериментально при достаточно высоких температурах. Спрямив эти изотермы в логарифмических координатах (см. рис. 8.1,6), проводят прямую (линию хрупкости) через точки пересечения их пологих и крутопадающих участков и экстраполируют ее в область низких температур. В дальнейшем используют экспериментально установленную температурную зависимость кратковременной прочности труб—правый график на рис. 8.1,6. С помощью этого графика находят прочность, например, для 35 °С, которую переносят на начальную ординату левого графика. Из полученной точки проводят параллельно двум экспериментальным графикам участок вязкого разрушения вплоть до пересечения с линией хрупкости. Из точки пересечения в том же порядке строят хрупкую ветвь. Таково графическое решение задачи. Возможно и аналитическое, когда с помощью формул (6.103) и (6.104) определяются координаты двух точек хрупкости. Затем находится уравнение прямой, соединяющей эти точки, т. е. уравнение линии хрупкости. Далее выводится управление прямой, проходящей через заданную точку (кратковременная прочность) с известным наклоном, т. е. определяется участок вязкого разрушения. Отыскивается точка его пересечения с линией хрупкости и выводится уравнение хрупкого участка. [c.280]

Расчетные методы прогнозирования ресурса оборудования допускают различные подходы в зависимости от базы данных и требуемой точности. Простейшим является детерминистический подход, который предполагает, что достаточно иметь представление о скорости изменения толщины стенки объекта и длительной прочности металла. Этот подход применим, если те или иные процессы протекают равномерно и не зависят от исходного состояния системы. Тогда расчет ресурса оборудования можно провести, основываясь на информации, получаемой при лабораторных и стендовых испытаниях образцов или путем наблюдения какого-либо одного участка поверхности конструкции. [c.134]

В области низкотемпературной прочности и хрупкости материалов целесообразно разрабатывать следующее расчетные методы прогнозирования поведения машин и сварных конструкций с понижением температуры новые конструкционные материалы для массового мащиностроения 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]

Под прогнозированием мы понимаем предсказание того, насколько изменятся исходные характеристики соединения при длительной эксплуатации в тех или иных условиях. Способы прогнозирования чаще основываются на испытаниях, в процессе которых происходит более интенсивное снижение прочности или других свойств соединений, чем в реальных условиях. При этом интенсификация испытаний не должна отражаться на качественной стороне закономерностей [40, 41]. Основные методы прогнозирования можно разбить на две группы методы, в которых не учитывается действие внешних сил, и методы с длительным нагружением. До сих пор чаще применялись методы первой группы, хотя они имеют ограниченное значение, так как в основном клеевые соединения работают под нагрузкой. Кроме того, подобные методы дают косвенное представление о первом предельном состоянии —прочности и не могут быть использованы для суждения о втором предельном состоянии — деформативности, которое для большинства изделий должно учитываться наряду с прочностью. [c.258]

НИЦ, участвующих в каждом релаксационном процессе, и особенностях их внутреннего строения, а также сведения об энергиях активации процессов, зависящих от характера взаимодействия кинетических единиц и прочности их сцепления. В связи с этим релаксационная спектрометрия [7.1, 7.2] выступает как структурный метод, позволяющий выявить все возможные релаксационные переходы, характерные для данного полимерного материала, и выяснить их природу, т. е. природу структурных элементов, участвующих в переходе. Поскольку дискретный спектр времен релаксации дает информацию о вязко-упругих свойствах полимера, релаксационная спектрометрия является основой для методов прогнозирования. [c.196]

Эти методы основаны на установлении эмпирических корреляционных соотношений между предельной разрушающей нагрузкой и комплексом физических параметров (скоростью ультразвука, теплопроводностью, диэлектрической проницаемостью, относитель ной деформацией, толщиной и др.). Однако —и это общий недостаток указанных методов — при прогнозировании прочности изделий не учитываются критерий прочности материала и расчетная схема воздействующих эксплуатационных нагрузок. [c.147]

Графоаналитический метод прогнозирования с применением временной зависимости прочности основывается на экстраполяции зависимостей, полученных для ограниченного срока испытаний, на длительное время. При испытаниях под нагрузкой до разрушения зависимость (2.4) в координатах о—1ёт на большом протяжении выражается прямой линией (см. гл. 8). Для прогнозирования продолжительность испытаний под постоянной нагрузкой должна быть такова, чтобы экстраполяция происходила на 1—1,5 порядка по шкале времени. В этом случае маловероятно, что экстраполируемый участок попадает на тот участок кривой, который отклоняется от прямолинейной зависимости. Соответствующий расчет [37] подтвердил это. [c.263]

Все большее распространение получает выработка пряжи из смесей различных штапельных волокон, а также из смесей штапельных и натуральных волокон. Для определения оптимального сочетания смешиваемых компонентов целесообразно применять расчетные методы прогнозирования свойств смешанной пряжи. Одним из основных свойств пряжи является ее прочность. [c.367]

Графоаналитический метод прогнозирования с применением временной зависимости прочности основывается на экстраполяции зависимостей, полученных для ограниченного срока испытаний, на длительное время. При испытаниях под нагрузкой до разрушения графика зависимости о—1дт на большом протяжении представляет собой прямую линию (см. гл. 8). Продолжительность испытаний под постоянной нагрузкой должна быть такова, чтобы экстраполяция происходила на 1—1,5 порядка по шкале времени. В этом случае маловероятно, что экстраполируемый участок попадает на участок кривой, на котором могут наблюдаться отклонения от прямолинейной зависимости. Естественно, что температурная область при этом должна быть достаточно далека от температур фазовых и иных переходов, характерных для данного полимера. Например, срок службы изделий с клеевыми соединениями в машиностроении обычно не превышает 10 лет (3,1-10 с), а в строительстве составляет 30—50 лет ( — 10 с). В этом случае продолжительность испытаний под постоянной нагрузкой должна составлять (2ч-5)-10 с. [c.239]

В табл. 49 охарактеризованы изготовляемые заводами на строительном тиоколе двухкомпонентные мастики, а также пасты бытового назначения [159], которые, как и тиоколовые герметики, под воздействием кислородсодержащих агентов вулканизуются без нагревания. В составе каждой из них содержится эпоксидная смола, обеспечивающая удовлетворительную прочность сцепления со сталью, бетоном и деревом, которая лежит в пределах 2,5—4,5 кН/м (на отслаивание). Аминные или какие-либо другие катализаторы, ускоряющие реакцию жидкого тиокола с эпоксидной смолой в мастиках и пастах указанных марок, отсутствуют. В качестве отвердителей используется паста № 30, содержащая мелкодисперсный пероксид марганца, или паста Б-1, активный компонент которой — бихромат калия— употребляется в виде 67%-ного водного раствора. Вулканизаты, полученные при участии бихромата калия, отличаются несколько большей водонабухаемостью, но тем не менее и они используются в строительстве и в быту [20, 159, 160]. У вулканизованных мастик и паст на базе строительных тиоколов стойкость к действию кислот невысокая, но в слабых растворах многих минеральных солей они не разрушаются и набухают даже меньше, чем в воде они также хорошо сопротивляются воздействию бензина и минеральных масел. Статистических данных, позволяющих прогнозировать срок службы этих уплотнительных материалов в реальных условиях эксплуатации, пока не накоплено. Предложен метод прогнозирования сроков службы строительных герметиков, базирующийся на ускоренных испытаниях, соответствующих году эксплуатации в реальных условиях [161]. [c.127]

Расчетные методы прогнозирования ресурса допускают различные подходы в зависимости от базы данных и требуемой точности. Простейший вариант - детерминистический подход, предполагающий достаточность знания скорости изменения толщины стенки и длительной прочности металла. Этот подход приемлем, если в действительности соответствующие процессы протекают равномерно и не зависят от исходного состояния. В этом случае достаточна информация, полученная при испытании образцов в лаборатории или на стенде, либо путем наблюдения какого-либо одного участка поверхности конструкции. [c.172]

Все эти методы применяются для соединений, не испытывающих при эксплуатации нагрузок, что на практике встречается редко. Для прогнозирования прочности соединений, работающих под нагрузкой, следует использовать зависимости, вытекающие из кинетической теории прочности, о чем говорилось выше. Соблюдение указанных зависимостей позволяет экстраполировать временные кривые прочности на один-два порядка. Например, при экспериментах продолжительностью 10 —10 с допустима экстраполяция до 10 —10 с, т. е. на один-два порядка, чего, как правило, достаточно для практических целей. По мере набора экспериментальных данных должна быть создана возможность определения длительной прочности клеевых соединений путем экстраполяции ее кратковременной прочности на заданные сроки с учетом продолжительности машинных испытаний, подобно тому, как это предложено для древесины [155]. [c.123]

Первоначально этот метод применялся для прогнозирования вязкоупругих свойств полимеров [26, 121, 188, 194, 196], а затем был перенесен и на предельные характеристики [47, 48, 70, 96, 222, 238]. Он заключается в построении обобщенной кривой длительной прочности, соответствующей условию [c.292]

Современные клеящие композиции на основе различных полимеров нашли исключительно широкое применение для соединения металлов и неметаллических материалов в конструкциях и изделиях практически во всех ведущих отраслях промышленности. Склеивание, несомненно, является и весьма перспективным методом соединения материалов в конструкциях будущего. Для того чтобы оценить целесообразность и эффективность применения того или иного клея в конкретной конструкции, необходимо знать, как изменяются свойства клеев и клеевых соединений при эксплуатации — при тепловом старении, действии воды, атмосферных факторов, статических и динамических нагрузок, агрессивных сред и т. д. Большое значение имеют также показатели усталостной прочности и долговечности. Понимание причин, приводящих к снижению несущей способности и других характеристик клеевых соединений, позволяет разработать пути прогнозирования их свойств. [c.247]

Физические методы основаны на концепциях прочности и долговечности твердых тел с учетом молекулярной структуры исследуемых объектов. Наиболее доступной для макроскопических исследований и целей прогнозирования является временная зависимость прочности твердых тел, базирующаяся на кинетической тео- [c.261]

Для экстраполяции могут быть использованы также кривые изменения кратковременной прочности после выдержки под постоянной нагрузкой, характеризующие накопление повреждений (гл. 8). Прогнозирование при таком методе испытаний также основано на экстраполяции кривой изменения кратковременной прочности на 1—1,5 порядка по шкале времени, если продолжительность испытаний охватывает 5—6 порядков [29, 34]. [c.263]

Угольная петрография добилась больших успехов в области прогнозирования состава шихты для коксохимического производства. Аммосов и его сотрудники [27] в результате продолжительных лабораторных и промышленных исследований кузнецких углей создали научно обоснованный метод прогнозирования прочности кокса на основании количественного петрографического анализа использованных для коксования углей. Они исходили как из так называемых плавких компонентов (Х К)—витринита, лейптинита и одной трети семивитринита, так и из отощающих компонентов (2 ОК)—фюзенита и двух третей семивитринита [c.87]

В соответствии с поставленной целью основными задачами работы являлись 1) разработка математической модели повреждаемости и методов прогнозирования работоспособности оборудования для подготовки и переработки нефти с учетом специфических условий службы материала 2) исследование влияния факторов технологического наследования на показатели работоспособности оборудования оболочкового типа в условиях МХПМ 3) исследование особенностей совместного пластического деформирования материалов с разными физикомеханическими свойствами и построение математической модели расчета долговечности механически неоднородных конструктивных элементов оборудования при одновременном действии внешних нагрузок и коррозионных сред 4) изучение закономерностей напряженного состояния, прочности и долговечности конструктивных элементов оборудования с технологическими дефектами при стационарном и нестационарном нагружениях 5) разработка комплекса нормативно-технологических материалов по обеспечению работоспособности оборудования оболочкового типа. [c.55]

Отмеченные недостатки, характерные для параметрических зависимостей, указывают на необходимость применения при анализе, оценке и прогнозировании жаропрочности таких уравнений и методов длительнрй прочности и ползучести, которые отражали бы физические закономерности процессов деформирования и разрушения в условиях ползучести. [c.27]

В связи с этим проводятся ко1Шлексные работы по созданию способов борьбы с обледенением в морских условиях. Особенно активизировались эти исследования в последнее десятилетие. Изучаются гидрометеорологические условия, при которых может возникать обледенение, его вероятная интенсивность, разрабатываются методы прогнозирования и системы наблюдений для заблаговременной информации о предстоящем обледенении. Изучаются физические, химические, оптические и др.свойства льда, прочность его сцепления с различными материалами. [c.99]

В работе [408] описан один из методов прогнозирования работоспособности клеевых соединений во влажных условиях. Показано, что воздействие воды при 60 °С и влажного воздуха (60°С, ф = 99—100%) одинаково влияет на изменение прочностных свойств. Поэтому рекомендуется проведение ускоренных испытаний клеевых соединений в воде при 60 °С в течение 1000 ч. Данные об изменении их прочности представляют графически в полулогарифмических координатах Тсд—1д1 при этом получается линейная зависимость. Далее клеевые соединения испытывают под нагрузкой, воздействующей на них в реальных условиях, в термовлажностной камере при 60°С и ф = 99—100% до разрушения. Получив таким образом одну точку, наносят ее на тот же график и проводят через нее линию, параллельную линии, характеризующей изменение прочности клеевых соединений в воде при 60 °С. [c.241]

Исследовательская самостоятельная работа проводится не только как экспериментальная. Такого типа работа может быть и теоретической. Например, если в IX классе нужно предсказать и сравнить свойства элементов той или иной подгруппы, а также строение и свойства их соединений, то учащимся можно предложить самостоятельно поработать со справочной литературой. Там они найдут сведения о количественных показателях прочности и длины связи в молекулах, об электроотрицательности, о типах кристаллических решеток и т. п. На основании такого исследования, требующего сопоставления, анализа, использования теор1 и как метода объяснения и прогнозирования, учащиеся самостоятельно приходят к новому знанию об общих м некоторых особенных свойствах веществ, образованных элементами одного семейства. [c.14]

Различные исследователи — Бикки, Смит и Стедри — использовали метод Ферри в работах для обработки данных по прочности и долговечности эластомеров [224, 225]. Этот метод не имел, однако, достаточного экспериментального обоснования. Исходя из общности механизмов вязкоупругости и разрушения эластомеров, ясно, что применение метода Ферри в прогнозировании прочностных свойств эластомеров имеет некоторое основание. С другой стороны, метод Ферри неприменим к прогнозированию прочностных свойств твердых полимеров, особенно в хрупком состоянии. Это объясняется различием в механизмах процессов вязкоупругости и хрупкого разрушения полимеров. В последнее время методам прогнозирования механических свойств полимеров уделяется большое внимание [226, 227]. [c.87]

Методом проб и ошибок показано [227—228], что положение параметрической кривой не меняется, если в уравнениях (8.7) или (8.12) принять F (о) =F(op), причем независимо от температуры =tg=10 ч. Предполагается, что температурная зависимость разрушающего напряжения при растяжении Ор пли предела текучести От известна, например, по спра вочным данным. Тогда обобщенную кривую можно постропть в координатах К—Ор, а затем иопользовать ее для прогнозирования длительной хрупкой прочности. Проверка этой методики [c.282]

Однако даже дерпватография — наиболее информативный метод термического анализа, позволяющий одновременно с термогравиметрическим осуществлять и дифференциальный термический анализ, — не позволяет по результатам лабораторных исследований однозначно предсказывать поведение полимеров в реальных условиях. Так, несмотря на то, что определенные типы ФС, например смолы, содержащие фрагменты нафтола или л-фенилфенола, по данным ТГА имеют более высокую термостойкость по сравнению с обычными ФС, они менее устойчивы в условиях абляции, по-вндимому, из-за недостаточной механической прочности [1]. Таким образом, к вопросу прогнозирования поведения полимера в реальных условиях следует подходить очень осмотрительно — прогнозирование может быть надежным лишь при условии, что будут учтены все термохимические и физические воздействия на полимер. [c.101]

Наличие одной переменной в модели (толщины стенки трубы) и соответствующий переход к скоростному показателю позволяют объяснить причину второго провала на рис. 1.30. Его появление обусловлено скачкообразным изменением толщин стенок труб различных типоразмеров, применяемых при строительстве магистральных газопроводов (от 9,5-12 мм для труб диаметром 1020 и 1220 мм до 17мм для труб диаметром 1420 мм). Анализ полной статистики с помощью метода вероятностной бумаги в рамках предложенной модели (рис. 1.33) подтвердил правомерность вышеприведенного разделения магистральных газопроводов на две группы и возможность ее использования только для прогнозирования отказов трубопроводов Г группы. Граница разделения этих групп по скоростному показателю КР видна на приведенном рис.33. Для прогнозирования времени до разрушения трубопроводов II группы могут быть использованы только оценочные характеристики с малой степенью достоверности. При этом следует отметить, что первые отказы по причине КР на импортных трубах, изготовленных из сталей контролируемой прокатки группы прочности Х70, происходили на участках с дефектными трубами (сегрега- [c.62]

На участке хрупкого разрушения вид напряженного состояния фактически не влияет на параметры уравнения (6.96), хотя при к=1 параметр а достигает относи-тельнего максимума, обусловленного максимальным значением коэффициента концентрации напряжений. На рис. 6.16, а показана также идеализированная зависимость параметра а от коэффициента к. Качественно она согласуется с экспериментом [70]. При к = 0 (аг = 0) и к = 4 (фактически также одноосное растяжение) значение а минимально, поскольку здесь полностью проявляются релаксационные процессы, сопутствующие вязкому разрушению. При к=Л параметр а формально достигает максимума, соответствующего хрупкому разрушению материала. В результате появляется возможность прогнозирования длительной хрупкой прочности. Рассмотрим один экспресс-метод. Проэкстраполируем участок хрупкого разрушения (см. рис. 6.16,6) для й=1 до пересечения с ординатой, соответствующей пределу текучести. По данным работы [70], ат=11,5 МПа при скорости [c.242]

Применительно к таким конструкциям возникает необходимость прогнозирования степени надежности, долговечности и прочности на стадии их проектирования. Для анализа напряженно-деформированного состожия в зоне узловых соединений трубчатых элементов все больше используют численные методы. Однако моделирование нйпряженно-деформированного состояния затруднено значительными градиентами напряжений как по толщине стенки трубы, так и вдоль сварных швов, различием в геометрических размерах элементов, наличием остаточной напряженности. Это предопределяет необходимость проведения натур- [c.158]

Следует отметить принципиально новый подход к расчету прогнозирования износа рабочих колес, основанный на теории размерности [ 1]. Однако в стремлении упростить полз ченные ре льтаты, пренебрегли влиянием таких факторов, как форма исходных абразивных частиц, начальное количество движения абразивной струи и прочность материала. Это несколько снижает цешость такого подхода, развитие которого в дальнейшем может дать надежный метод математического прогнозирования величины износа рабочих колес дымососов. [c.55]

На клееную конструкцию в большинстве случаев действуют три основных фактора — внешняя нагрузка, температура и влага (или другие среды). Циклическое действие температуры и влаги приводит к появлению в соединении циклических остаточных напряжений и к более быстрому развитию процессов усталости, чем при действии статических сил. Таким образом, и прогнозирование, при котором не учитывается внешняя нагрузка, основано на испытаниях, приводящих к развитию усталости. Таковы методы [1] испытания стойкости древесины к ускоренному старению (ГОСТ 17580—72, метод ASTM D1101-59). При этих испытаниях с целью более быстрого снижения прочности или других показателей соединения подвергают действию более значительных по величине или скорости изменения перепадов температуры и влажности, чем это бывает в реальных условиях. При этом трудно переносить результаты испытаний на реальные условия эксплуатации без прямого сопоставления ускоренного и естественного старения. [c.258]

При учете действия нагрузки для прогнозирования механических свойств клеевых соединений могут быть использованы расчетные и физические методы. Расчетные методы, позволяюшие прогнозировать долговечность клеевых соединений, пока еще отсутствуют, однако расчетным путем (см. гл. 3) можно оценить максимальное напряжение в клеевом шве с учетом времени релаксации или без него и сравнить его с прочностью, получаемой при стандартных испытаниях при сопоставимом виде напряженного состояния. С этой точки зрения расчетные методы пригодны для прогнозирования целостности клеевых соединений. [c.261]

С целью снижения продолжительности испытаний при длительно действующей нагрузке для прогнозирования длительной прочности пластмасс при совместном действии нагрузки и температуры используют также ускоренные параметрические методы Ларсона— Миллера и Голдфейна [15, 16]. Их сущность заключается в объединении температуры Гг и времени до разрущения Тг в один параметр Р, который определяет длительную прочность согласно формуле [c.264]