Предельные механические характеристики материалов при одноразовом погружении
Нормативные и расчетные характеристики материалов
Предел текучести, предел прочности, допускаемые напряжения, модуль упругости и коэффициент линейного расширения по нормам АЭС
Рассматривается проблема определения прочностных расчетных характеристик конструкционных металлических материалов в связи с новой редакцией Авиационных правил. Показано, что требования по учету влияния коррозионной среды включены в параграф, формулирующий требования по расчетным значениям прочностных характеристик. Определен перечень прочностных характеристик, для которых целесообразно определять расчетные значения прочностных характеристик в условиях влажности. Долговечность конструкции в процессе эксплуатации базируется на механических характеристиках конструкционных материалов и определяется не только механической повреждаемостью материала, но и уровнем его коррозионного поражения [1, 2]. В ряде случаев летательные аппараты снимались с эксплуатации в связи с коррозионными поражениями, критичными для безопасности изделий, значительно раньше расчетного ресурса, определенного исходя из характеристик усталостной долговечности материалов, полученных в лабораторных испытаниях при переменных напряжениях без воздействия влаги [3]. Необходимость учета коррозионных воздействий диктуется основным законом, которым руководствуются при проектировании авиационных конструкций, — Нормами летной годности [4]. Данное общее требование о необходимости учета влияния влажности конкретизировалось требованием параграфа При сертификации самолета установление соответствия данным требованиям обеспечивалось на основе спецификации на изделие, в которой фиксировалась система защиты от коррозии для всех деталей, разрушение которых могло отрицательно повлиять на безопасность конструкции. В последней редакции АП Часть 25 г. Для исключения неточности при толковании данного параграфа приведем его максимально полно:. За исключением требований, приведенных в пунктах е и f настоящего параграфа, соответствие должно быть показано путем выбора расчетных значений, которые обеспечивают прочность материала со следующей вероятностью:. Впервые в требованиях по определению расчетных значений прочностных характеристик в последней редакции АП Часть 25 г. Новая формулировка параграфа по оценке расчетных значений прочностных характеристик ставит крайне сложную задачу перед конструкторами, поскольку не разработаны методики оценки воздействия влажности на прочностные характеристики металлических материалов. Этот факт приходится учитывать на фоне огромного числа исследований по влиянию коррозионной среды на металлические материалы. Ускорение коррозии путем использования более агрессивной среды и температурного фактора меняют механизм коррозии и приводят к необоснованно завышенным коррозионным поражениям. Методики по оценке сопротивления материалов коррозионным воздействиям только ранжируют материалы в некоторый ряд, но не дают основание для оценки расчетных значений прочностных характеристик. Даже прямые испытания материалов при совместном воздействии переменных нагрузок и коррозионной среды не позволяют дать оценку расчетным значениям прочностных характеристик, поскольку продолжительность механических испытаний недостаточна для реализации коррозионных процессов, имеющих место при длительной эксплуатации. Под расчетными характеристиками материалов понимаются прочностные характеристики, позволяющие определить предельные состояния конструкции [5, 6]. Предельные состояния возникают при действии статических и переменных нагрузок, а также при наличии трещиноподобных дефектов. Предельные состояния конструкции определяются при прямых испытаниях конструкции, которые могут быть выполнены на крайне ограниченном объеме экземпляров. Опирается пирамида испытаний рис. Пирамида испытаний, обосновывающая правомерность применения материала в конструкции. Оценка критического состояния материала в статически нагружаемой конструкции базируется на характеристиках материала, полученных при статических испытаниях стандартных образцов. Расчетными характеристиками материалов при статическом нагружении являются: Данные характеристики являются основными характеристиками материала для оценки статической прочности конструкции при отсутствии температурных воздействий, которые могут повлиять на статическую прочность материала, а также привести к явлению ползучести. Однако для ряда полуфабрикатов данные характеристики приводятся по базису S эквивалент отечественных технических условий на материал. Для расчета на прочность воздушного судна необходимы и физические параметры материалов: При действии на конструкцию переменных нагрузок, которые определяют ее ресурс, основными расчетными характеристиками материала являются характеристики усталостной долговечности. Для получения кривой усталости, которая строится по точкам, полученным при определенном шаге изменения нагрузки, американские нормы рекомендуют от 8 до 16 образцов. Поскольку для оценки усталостной долговечности материала крайне важно соотношение амплитуды и постоянной нагрузки цикла, то оценка усталости проводится при разном коэффициенте асимметрии цикла. Рекомендуемое количество образцов при этом возрастает до 48 штук. Крайне важной является оценка усталостной долговечности материала при разных концентраторах напряжения. Отечественная практика рекомендует оценку усталостной долговечности на двух или трех уровнях нагрузки с испытанием на каждом порядка 15 образцов. Не рассматривая преимущества и недостатки данных подходов при оценке усталостных характеристик материала, следует отметить, что в последней редакции АП Часть 25 г. Ранее подобные требования к характеристикам усталостной долговечности не выдвигались, а общий подход к оценке усталости и допустимой повреждаемости излагался в параграфе В последней редакции АП Часть 25 требования по оценке расчетных значений появились в параграфе Следовательно, наряду с кривой усталости, представляющей средние значения усталостной долговечности, должны быть представлены статистически обоснованные показатели усталостной долговечности с заданным уровнем усталостной прочности и величиной доверительной вероятности. Логично предположить, что статистически обоснованные уровни расчетных характеристик усталости уже определены пунктом b параграфа Оценка прочности конструкции при наличии трещиноподобных дефектов опирается на характеристики механики разрушения: В справочнике MMPDS основная характеристика вязкости разрушения K 1 с коэффициент интенсивности напряжений при плоской деформации представлена минимальными, средними, максимальными значениями и коэффициентом вариации. Рассмотрим расчетные характеристики материалов, для которых влияние влаги значимо. Оценка расчетных характеристик по определению статической прочности металлических материалов при воздействии влаги не представляется целесообразным, поскольку коррозионное повреждение является процессом существенно растянутым по времени, если не рассматривать поверхностно-активные эффекты. Попытки растянуть время нагружения до нескольких суток не являются рациональными, поскольку в лучшем случае эти оценки могут ранжировать материалы для конкретных условий испытаний. Для оценки статической прочности металлической конструкции определяющим фактором является динамика коррозионного поражения, обусловливающая степень уменьшения рабочего сечения материала. При этом величины расчетных значений статической прочности материала остаются неизменными. Оценка расчетных значений усталостных характеристик при воздействии влаги является наиболее сложной задачей. Очевидно, что влага существенно влияет как на зарождение усталостной трещины, так и на ее развитие. На необходимость учета воздействия влаги на усталостные характеристики указывали еще Г. Акимов, один из основоположников отечественной науки о коррозии металлов, и его учитель В. Вопрос коррозионной усталости затрагивался и в последующих работах [9, 10]. Тем не менее проблема остается нерешенной и в настоящее время. Усталостные испытания образцов выполняются в течение нескольких часов или суток. Механическая повреждаемость, реализованная за время усталостных испытаний, может характеризовать повреждаемость, получаемую металлом за длительный процесс эксплуатации. Характеристика усталостной механической повреждаемости не зависит от времени, и эквивалентность повреждаемости устанавливается по уровню циклических напряжений и количеству циклов с учетом продолжительности нагружения. Коррозионное поражение — это процесс достаточно протяженный во времени, который не удается сжать до нескольких суток. Ускоренные коррозионные испытания изменяют коррозионные условия, имеющие место в эксплуатации, и часто меняют механизм коррозионного поражения. Проблема заключается в отсутствии критерия коррозионной повреждаемости, который мог бы установить эквивалентность коррозионного воздействия. В ВИАМ проведены всесторонние исследования данной проблемы [12—18]. В качестве критерия коррозионного поражения предложена величина поверхностной плотности электрического заряда. Эксперименты по оценке усталостной долговечности образцов при варьировании величиной поверхностной плотности электрического заряда показали его правомерность. Изменение усталостной долговечности листов из сплава АТВ при различных электрохимических воздействиях. Выполненные изыскания дают основание для нахождения расчетных значений прочностных характеристик материала при совместном воздействии переменных нагрузок и коррозионной среды. Группа прочностных расчетных характеристик объединяет характеристики механики разрушения. К ним следует отнести вязкость разрушения, определяемую в условиях статического нагружения, и скорость роста трещины усталости СРТУ , отражающую кинетику развития трещины при переменных нагрузках. Механика разрушения отражает процесс развития трещин в материале при воздействии переменных напряжений, учитывая коэффициент интенсивности напряжений в вершине развивающейся трещины. Однако ранжирование материалов по СРТУ при испытаниях в конкретной среде и при конкретных частотах испытаний не означает получения расчетных характеристик. Авторы полагают, что критерий коррозионной повреждаемости позволит и в случае характеристик механики разрушения привести данные к единому показателю [19—22]. Коррозионное воздействие с течением времени изменит состояние металла в вершине трещины, что приведет к ее развитию. Пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений при воздействии коррозионной среды первоначально получило аббревиатуру K scc stress crack corrosion. Для ряда материалов влага может оказаться поверхностно-активной средой, напрямую воздействующей на ювенильную поверхность развивающейся трещины. В этом случае воздействие влаги приведет к снижению критического коэффициента интенсивности напряжений и, как следствие, к уменьшению критической длины трещины. Резюмируя вышеизложенное, полагаем, что прочностными характеристиками для металлов, которые необходимы для определения прочности и надежности конструкции в условиях воздействия влаги, являются характеристики трещиностойкости и усталости, полученные с включением эквивалентной коррозионной повреждаемости в цикл усталостного нагружения. Electronic scientific journal "Proceedings of VIAM" FEDERAL STATE UNITARY ENTERPRISE "THE ALL-RUSSIA RESEARCH INSTITUTE OF AVIATION MATERIALS" STATE SCIENTIFIC CENTER OF THE RUSSIAN FEDERATION. About Journal Last number Archive Our autors Contact information Open access to the content Ethical Guidelines Editorial board Requirements to reviews. ALL-RUSSIAN SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE OF AVIATION MATERIALS. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность: Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: Теория и методы исследования коррозии металлов. Коррозия и борьба с ней. European Federation of Corrosion Event. Исследование остаточной усталостной долговечности алюминиевого сплава В95п. Normy letnoj godnosti samoletov transportnoj kategorii [Aviation Regulations. Airworthiness standards transport category airplanes]. Teorija i metody issledovanija korrozii metallov [Theory and Methods of metal corrosion]. Korrozija metallov [Metal corrosion]. Issledovanie ostatochnoj ustalostnoj dolgovechnosti aljuminievogo splava V95p. Вы можете оставить комментарий к статье. Для этого необходимо зарегистрироваться на сайте.
Архитектура- Астрономия- Биология- Биотехнологии- Военное дело- Высокие технологии- География- Геология- Государство- Демография- Дом- Журналистика и СМИ- Изобретательство- Иностранные языки- Информатика- Искусство- История- Компьютеры- Косметика- 55 Кулинария- Культура- Лингвистика- Литература- Маркетинг- Математика- Машиностроение- Медицина- Менеджмент- Механика- Науковедение- Образование- Охрана труда- Педагогика- Полиграфия- Политика- Право- Приборостроение- Программирование- Производство- Промышленность- Психология- Религия- Связь- Сельское хозяйство- Социология- Спорт- Строительство- Торговля- Транспорт- Туризм- Физика- Философия- Финансы- Химия- Экология- Экономика- Электроника- Электротехника- Энергетика- Юриспруденция- Ядерная техника- Процесс развития и совершенствования прочностного расчета строительных конструкций характеризуется тремя основными этапами:. Переход к методу предельных состояний произошел вследствие стремления инженеров уменьшить необоснованный запас прочности сооружений. Основное его отличие от методов допускаемых напряжений и разрушающих усилий состоит в том, что вместо одного коэффициента запаса прочности, учитывающего большое разнообразие факторов, влияющих на прочность и жесткость конструкций, введена гибкая система коэффициентов. Конструкции, рассчитанные по методу предельных состояний, получаются несколько экономичнее. Предельными называются такие состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям. Различают две группы предельных состояний:. К первой группе предельных состояний относятся расчеты по прочности и устойчивости конструкций. Ко второй группе предельных состояний относятся деформационные расчеты, а также расчеты по образованию и раскрытию трещин в железобетонных конструкциях. В зависимости от продолжительности действия нагрузок их делят на постоянные и временные. Постоянными нагрузками являются собственный вес конструкций, грунтов, а также воздействие предварительного напряжения в железобетонных конструкциях. Временными нагрузками являются эксплуатационные нагрузки. Они делятся на длительные, кратковременные и особые. К длительным нагрузкам относятся: Кратковременные нагрузки включают в себя: К особым нагрузкам относятся: Нормативные нагрузки устанавливаются по заранее заданной вероятности превышения средних значений СНиП 2. Расчетные нагрузки при расчете по первой группе предельных состояний определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке , который обычно больше единицы. На конструкцию, как правило, действуют несколько нагрузок, поэтому при расчете нужно учитывать наиболее вероятные их сочетания. Сочетания нагрузок делятся на два вида: Основные сочетания состоят из постоянных и временных нагрузок, а особые - из постоянных, временных и одной особой. В основном сочетании , если учитываются все постоянные и только одна временная нагрузка, то ее вводят в расчет без снижения. При действии двух и более временных нагрузок значения длительных нагрузок умножают на коэффициент сочетаний , а кратковременных - на. В особом сочетании нагрузок все временные длительные нагрузки умножаются на коэффициент сочетаний , а кратковременные на. Таким образом, коэффициенты сочетаний учитывают вероятность одновременного действия максимальных значений длительных и кратковременных нагрузок. Основными характеристиками прочности материалов являются нормативные сопротивления , которые представляют собой устанавливаемые нормами предельные значения напряжений, которые может воспринимать данный материал. Помимо нормативных сопротивлений устанавливаются и другие нормативные характеристики материалов: Нормативные характеристики устанавливаются на основе статистической обработки результатов испытаний стандартных образцов. Обеспеченность нормативных значений принимается не менее 0, Возможность случайного отклонения характеристики в неблагоприятную сторону от нормативного значения учитывают с помощью коэффициента надежности по материалу или по грунту. Расчетное сопротивление характеристику материала получают делением нормативного сопротивления характеристики на соответствующий коэффициент надежности:. Для металлов нормативные сопротивления устанавливаются по минимальным значениям предела текучести yield point - предел текучести или временного сопротивления ultimate - предельный. Соответствующие расчетные сопротивления равны:. Для грунтов основными прочностными и деформационными характеристиками являются: При расчете по первой группе предельных состояний доверительная вероятность принимается равной , а при расчете по второй группе -. Нормативные характеристики грунтов приводятся в приложении СНиП [5], а коэффициенты надежности по грунту - в п. Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? A Учет расхода основных материалов. Cтруктура сознания, его важнейшие психологические характеристики I. Законы, иные нормативные акты и официальные документы I. Семантический аспект характеристики ССЦ II. Структурный аспект характеристики ССЦ III. Автоматизация раскроя материалов для швейных изделий Актуальные вопросы таможенного контроля лесоматериалов Анализ использования материалов. Главная Случайная страница Контакты Спросить на ВикиКак. Классификация нагрузок Две группы предельных состояний Сущность метода Метод расчета конструкций по предельным состояниям Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям Процесс развития и совершенствования прочностного расчета строительных конструкций характеризуется тремя основными этапами: Различают две группы предельных состояний: Главная Случайная страница Контакты Спросить на ВикиКак END RotaBan. Расчетное сопротивление характеристику материала получают делением нормативного сопротивления характеристики на соответствующий коэффициент надежности: Соответствующие расчетные сопротивления равны:
Агентство недвижимости примера
Федеральный закон 102 фз
Описание некоторых видов
Расписание 18 автобуса зеленоград
Сколько кормить новорожденного молозивом