Главная > Физика > Сопротивление материалов (Биргер И.А.)
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Модели разрушения.

В соответствии с общей схемой моделей прочностной надежности (см. рис. 1.2) модели разрушения являются завершающими. После обоснованного выбора моделей формы, материала, нагружения переходят к непосредственной оценке надежности с помощью моделей разрушения.

Модели разрушения представляют собой уравнения (условия), связывающие параметры работоспособности изделия (элемента конструкции) в момент разрушения с параметрами, обеспечивающими прочность. Подразумевается начало перехода от состояния прочности к началу разрушения. Эти условия часто называют условиями прочности. Обычно рассматриваются четыре модели разрушения в зависимости от условий нагружения: 1) статического разрушения, 2) длительного статического разрушения, 3) малоциклового разрушения, 4) усталостного разрушения.

На рис. 1.21 показан характер разрушения в зависимости от числа, циклов нагружения.

Рис. 1.21. Характер разрушения в зависимости от числа циклов нагружений; а — статическое разрушение; б — малоцикловое разрушение; в - усталостное разрушение

При малом числе циклов развиваются значительные пластические деформации (рис, 1.21, а) (статическое разрушение), при большом числе циклов пластические деформации отсутствуют (рис. 1.21, в) (усталостное разрушение). В промежуточной области разрушение носит смешанный характер (рис. 1.21, б) (малоцикловое разрушение).

Если на элемент конструкции действует высокая температура (для алюминиевых сплавов свыше 200°С, для стальных и титановых сплавов свыше 400°С, для жаропрочных сплавов свыше 600°С), то в этом случае рассматривается так называемая длительная прочность материала. Сопротивление материала зависит не только от величины действующего усилия, но и от длительности самого воздействия.

На структуру моделей разрушения (выбор параметров работоспособности) оказывают влияние свойства Аматериала, из которых очень важным является его пластичность. При недостаточной пластичности возникают хрупкие разрушения, для которых условия разрушения носят особый характер.

Сложность разработки моделей разрушения часто требует проведения дополнительных экспериментальных исследований образцов материала или самих элементов конструкций в условиях, близких к реальным.

Замечание.

Конечной целью инженерного проектирования является создание работоспособной и надежной конструкции.

Для оценки надежности детали, элемента конструкции или всего изделия в целом разрабатываются модели прочностной надежности, которые завершаются определением запасов прочности и вероятности разрушения. Конечно, в практических расчетах не все этапы построения модели прочностной надежности прорабатываются достаточно полно. Общая расчетная схема часто выбирается по сложившимся традициям; многое зависит от опыта и интуиции инженера. Однако повышение ответственности технических систем (особенно в авиационной, ракетной и ядерной технике, в химическом и энергетическом машиностроении и других областях техники) требует создания достаточна обоснованных моделей прочностной надежности.

Для сложных элементов конструкции модели прочностной надежности реализуются в виде пакетов программ на ЭВМ.

Условия разработки и создания моделей прочностной надежности, включая необходимый объем экспериментальных исследований, часто регламентируются нормами прочности.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление