Раздел 4.7.4 обращается к конструктивным требования МЦУ: “Компоненты механизма должны быть способными к противостоянию объединенным устойчивым и МЦУ напряжениям, включая вибрирующие усилия, которые происходят при длительных влиянии условий, для необходимой жизни дизайнерских услуг.”
Раздел 5.7.4 требует: «Жизнь HCF компонентов механизма должна быть оценена анализом и измерением вибрирующих усилий во время тестов механизма...»
Раздел приложения 5.6б “Определенные уровни вибрирующего напряжения, например, 10 ksi, как следует считать, существуют на каждом критичном переломе детали, чтобы идентифицировать чувствительные компоненты.”
Раздел приложения 4.7.4 ... “рекомендуется, чтобы вибрирующее или многоцикловое напряжение было ограничено значением 40 % от позволенного минимальным свойством материала значения, допустимым из-за чувствительности многоцикловых напряжений к демпфированию изменчивости, части к изменению резонанса части, неизвестным возбуждениям, и т.д. Альтернативный подход проекта, чтобы достигнуть края должен ограничить устойчивое напряжение таким образом, что существенный уровень вибрирующего напряжения (например, 30 ksi пиков) не будет превышать минимально допустимого значения для материала.”
Важно признать, что СМПСЦ был написан и осуществлен в то время, когда отказы НЦУ были главным беспокойством ВВС США. В то время как СМПСЦ устанавливал подход терпимости к повреждению к НЦУ, было также признано, что МЦУ- другая проблема большого беспокойства, но никакой подход столь же детализированный, как это развивалось для НЦУ, тогда не был предложен для того, чтобы обратиться к проекту МЦУ. Это представляет интерес, чтобы исследовать более свежий подход к МЦУ с помощью диаграммы Гудмана в свете требований и намерения, определенного в документе ENSIP.
Подход к МЦУ в более свежей версии СМПСЦ зарегистрирован в Приложение B. Можно заметить по вышеупомянутым требованиям и техническим требованиям, что проект МЦУ не обращается к некоторым из аспектов области работы, вызывающей напряжение, и не представляет методологии для того, чтобы это сделать. Требования, типа 40 %, допустимых из
∗ В последующих за оригинальным документом ENSIP в 1984 [5], имели место несколько пересмотров. Многие из этих пересмотров имеют дело с МЦУ и являются результатом национальной программы Воздушных сил Многоцикловая усталость турбинного механизмы. Приложение C представляет некоторые из разделов, которые были пересмотрены или добавлены к соглашению определенно с проблемами МЦУ.
Гудмана вибрирующее напряжение или абсолютный предел на допустимом переменном напряжении, основаны на опыте и могут не иметь достаточной применимости для более новых проектов, материалов или эксплуатационных режимов. В частности, можно отметить, что направляющие линии, предложенные в оригинальном СМПСЦ, становятся менее консервативными при высоких основных напряжениях, потому что дробный подход основан на более низком вибрирующем напряжении, допустимом при высоком основном напряжении (см. Главу 2) или абсолютном вибрирующем уровне, который, в конечном счете, пересекает допустимое значение Гудмана, если основному напряжению позволяют увеличиться. То, что не определено или учитывается в проекте, является любым штатным повреждением, включая вызывающих нагрузку, таких как НЦУ. Для большинство компонентов, которые подвергнуты МЦУ, основные разработки стоятся только на одних соображениях МЦУ. В основном, они проверены на устойчивость к МЦУ или допустимый вибрирующий уровень напряжения определен. То, что управляет проектом, например НЦУ, обращено отдельно, а затем отдельно оценивается сопротивление МЦУ. Кажется, что нет никакого систематического подхода к разработке для учета совместного влияния МЦУ и другого механизма повреждения. Если бы произошли взаимодействия, синергизм мог бы вызвать отказ даже при том, что отказ не предсказан никаким отдельным режимом. Это - особенно важно для объединенной нагрузки НЦУ-МЦУ, которая обсуждена ниже и в Главе 4 более подробно.
Один из основных параметров, которые нужно учитывать при проектировании устойчивости к повреждению для HCF, является основное напряжение. Основное напряжение, образуясь, прежде всего, от скорости вращения механизма в форме центробежной нагрузки, имеет очень существенное влияние на предел усталости материала. Например, Гринфилд и Сар [8] показали данные для стали низкого сплава, у которой существует предел прочности 840 MPa и предел разрушения 700 MPa. Для этого материала, который показывает истинное выходное напряжение, увеличение основного напряжения от нуля до 775 MPa уменьшают силу усталости больше, чем в четыре раза. Они замечают, для целей проектирования, “сокращение уровня основного напряжения может быть расценено как почти столь же важное, как сокращение уровня напряжения усталости в сокращении рисков отказа усталостью.” Точно так же в механике перелома пороговая интенсивность напряжения, которая является значением, ниже которого трещины не будут размножаться в очень низком выбранном значении темпа роста (10 -10 м./циклы в некоторых стандартах), является уменьшающейся функцией отношения напряжения или основного напряжения. При объединенной загрузке НЦУ-МЦУ, например, было показано, что порог, при котором МЦУ влияет на темп роста НЦУ, обозначенным Konset, не постоянная материала, а скорее это - функция зависимости напряжения, R [9]. В одном из приведенном примере, значение Konset, как обнаружилось, уменьшилось в два раза в Ti-6Al-4V, когда R увеличивается от 0.1 до 0.7, в то время. как оно остается почти постоянным для R> 0 _7 [9] (пороги роста трещины МЦУ обсуждены в Главе 8). От предыдущего видно, что коэффициент безопасности, который является или неподвижной фракцией допустимого чередования или вибрирующим напряжением, или фиксированным значением вибрирующего напряжения, независимого от основного напряжения, становится меньшим в то время, как основные усилия становятся выше. На самом деле используется или полный жизненный критерий, такой как диаграмма Гудмана, или подход устойчивости к повреждению, основанный на начальном размере недостатка. Учитывая это наблюдение, в обзоре Воздушных сил первопричин отказов МЦУ,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.