Главная  Учебные курсы  Механика разрушения  Глава XII. Надежность конструкций и допустимость повреждений  § 12.3. Информация, необходимая для применения механики разрушения

Информация, необходимая для применения механики разрушения

Как видно из первой части настоящей книги, ни одно из средств механики разрушения, пригодных для проектирования, не может считаться совершенным, хотя некоторые из них были доведены до того уровня, на котором полученные с их помощью результаты можно считать достоверными. При проектировании надежной конструкции необходимо решить следующие задачи:

  1. определение минимального размера трещины, при котором возможно ее обнаружение;
  2. расчет остаточной прочности конструкции с трещиной (трещинами) и определение критической длины трещины при максимальной расчетной нагрузке;
  3. определение истории нагружения;
  4. определение кривой распространения трещины от минимального размера, при котором возможно ее обнаружение, до ее критической длины;
  5. определение вероятных мест развития трещин;
  6. надежность проверки с учетом доступности исследуемых частей конструкции.

Существуют инженерные методы решения всех приведенных задач, однако эти решения имеют явные недостатки. Дополнительная трудность может заключаться в том, что для использования той или иной процедуры будет недостаточно экспериментальных данных, хотя сам по себе метод пригоден для применения в инженерных приложениях.

Эти недостатки проистекают из-за недостаточных знаний механизмов разрушения и усталостного распространения трещины, а также из-за недостаточного применения этих знаний при проектировании конструкций. Необходимы дальнейшие теоретические и экспериментальные исследования и усовершенствование методов расчета. Экспериментальные исследования необходимы, поскольку до сих пор на некоторые практические вопросы не найдены ответы.

Для применения концепции механики разрушения в той форме, в которой она существует в настоящее время, проектировщику необходимы:

  1. достоверные данные о зависимости da/dn от ΔK для различных коэффициентов асимметрии циклических напряжений, чтобы не потребовалась экстраполяция. Необходимо иметь эти данные для широкого ассортимента материалов, различных толщин образцов, а также для различных окружающих сред, таких, как вода, влажный воздух, сухой воздух, различные горючие вещества и другие жидкости. Необходимы также данные о влиянии на эту зависимость низких и повышенных температур. В этих данных должна быть предусмотрена оценка их разброса;
  2. достоверные данные о вязкости разрушения материалов при плоском напряженном состоянии и плоской деформации. Как и в предыдущем случае, необходимо иметь данные для различных материалов и толщин образцов. Необходимы также некоторые данные для оценки влияния температуры, вида обработки и способа производства. В емкостях высокого давления, используемых в атомных электростанциях, вязкость разрушения материала стенок в результате действия нейтронного радиоактивного потока понижается, а скорость роста трещины повышается. Для анализа процесса разрушения в такой конструкции необходима информация об ухудшении свойств материала, из которого она изготовлена;
  3. для расчета роста усталостной трещины на стадии проектирования — информация о характере ожидаемой истории нагружения. При этом возникают проблемы, связанные с методиками измерений и статистическим анализом накопления повреждений в конструкции при ее циклическом нагружении (в этом случае полезную информацию можно извлечь из эксплуатационной практики).

Для получения этих основных данных, а также для переработки имеющихся данных нужны систематизированные программы испытаний.



 Предыдущая  § 12.3. Информация, необходимая для применения механики разрушения  Следующая 
 
Яндекс цитирования
MYsopromat.ru - сопромат в режиме on-line