Наивысшая усталость цикла механики перспективных материалов, страница 5

Происхождение истории усталости, особенно относительно железнодорожных аварий, было зарегистрировано в ранее неопубликованной статье доктором Джорджем Сендекиджем, бывшим моим коллегой в Научно-исследовательской лаборатории Воздушных сил. Эта статья, с его разрешение, появляется в качестве Приложение A в этой книге и предоставляет читателю некоторую очень интересную документацию по истории тематики данной книги. Кроме того, история усталости, особенно благодаря достижениям в Германии, представлена в обширной статье Schütz [2]. Там рассмотрены огромные и существенные вклады Wöhler. Wöhler, который часто цитируется при обсуждении зарождения усталости, был Королевский "старший машинный мастер" на железной дороге “Niederschlesisch-Mährische” во Франкфурте на Одере. Также включены в этот обзор детали вклада Thum, который с сотрудниками создал не менее чем 574 публикаций на предмет усталости [2]. Обширный обзор Schütz рекомендуется для чтения любому, с интересом относящемуся к истории предмета.

1.2. ЧТО ТАКОЕ МНОГОЦИКЛОВАЯ УСТАЛОСТЬ?

Много лет назад я готовился проводить конференцию с некоторыми высокопоставленными служащими штаба Воздушных сил. Целью было информирования их о программе для всеобщего обращения к проблемам связанным с МЦУ в турбинных механизмах, особенно касательно поведения материала. Так как это была высокоуровневая конференция, диаграммы должны были быть рассмотрены соответствующими сотрудниками, чтобы удостовериться, что у них были надлежащая длина, формат, и содержание. Мои диаграммы конференции все, без сомнений, нашли удовлетворительными, кроме одной дополнительной диаграммы, которая, как они полагали, нуждается в доработке. Меня попросили дать определение МЦУ. Я был слегка озадачен, потому что я никогда не видел хорошего формального определение МЦУ. Я не помню то, что я собрал для конференции, но она сосредоточилась вокруг предположения, что МЦУ связана с более длительным использованием, чем низкоцикловая усталость (НЦУ), которую я также должен был объяснить, и что она (МЦУ) вообще имеет дело со сверхвысокими частотами приблизительно 1000 гц (циклы в секунду, которые я также должен был объяснить!). Возможно, лучшим определением было бы условие усталости, при котором число циклов между возможными проверками является слишком большим, чтобы быть в состоянии сделать с этим что-либо в практическом смысле. Я избегал популярного определения, в котором простое упругое поведение связывают с МЦУ, в то время как НЦУ образует циклическую пластичность. Что, если бы кто-то спросил “Насколько большую пластичность?” МЦУ обычно появляется при управляемых напряжением условиях, в то время как НЦУ вообще касается регулирования нагрузки, но это также - довольно неопределенный способ определить различие между двумя понятиями. В моем сознании нет никакого формального определения, но МЦУ, в общем случае, возникает при высоких частотах, низких амплитудах, номинальном упругом циклическом поведении и большом количестве циклов. На обычной кривой надежности напряжения, обычно называемой кривой S–N или диаграммой Wöhler, МЦУ возникает на прямом конце кривой, где число циклов является обычно слишком большим, чтобы быть в состоянии получить достаточные статистически существенные данные и чтобы быть в состоянии охарактеризовать поведение материала с очень высокой степенью уверенности. Поэтому трудно определить тему, которая будет затронута в этой книге, особенно с точки зрения поведения материала.

1.3. КОНСТРУКТИВНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ МЦУ

            Прежде, чем обсуждать проблему HCF, полезно рассмотреть общие методики проектирования для турбинных механизмов с определенным акцентом на структурную составляющую прочности и проблемы, имеющие дело с усталостью. В то время как методики проектирования отличаются в одной отрасли промышленности от другой, определенное беспокойство МЦУ в турбинных механизмах ВВС США делает этот основание для обращения ко многим темам, затронутым в этой книге. Одной из особенностей в проекте, который получил повышенное внимание в последние годы, является тенденция отдаления от понятия детерминированного проекта до использования вероятности для обеспечения надежности получающегося продукта. Чтобы обратиться к аспектам надежности проекта наряду с обзором общих методов проекта, далее следует цитата из представления, данного Краучем [3] в 2000 году. Заключенные в кавычки части изложения Крауча содержат много деталей, которых вполне хватило бы для создания вводной главы. Вместо того, чтобы отнести эти цитаты, которые не являются всем известными, к приложению, важные особенности и основные моменты статьи выделены полужирным шрифтом ниже.

Надежность турбинного механизма самолета и ее рост - важные параметры для управления и контроля во время проектирования, производства, запуска в эксплуатацию и эксплуатации. Это может повлиять на систему безопасности, готовность самолета, и дополнительные расходы на эксплуатацию. Это основа, являющаяся началом на этапе разработки с учетом эксплуатационных требований. Эксплуатационные требования снижаются в системе вооружения, воздушного транспортного средства и требованиях двигательной установки. Затем там происходит функциональное распределение требований, синтез проектов производителей механизмов, анализ и определение режимов отказа и анализ влияния критичных режимов. В прошлом требования надежности механизма разъяснялись в таблице в подробностях. Целями было оценить выполненную работу во время полета, показатели контроля предприятий, и определить необходимые для замены единицы при уровне полета механизма в 1000 часов. Хотя все проблемы, возникшие во время деятельности Разработки и Изготовления (РИ) были решены, они также отмечены и категоризированы в одну из этих трех категорий. Таким образом, продемонстрированная надежность механизма развития может быть проверена. После этого разрабатываются аппаратные и программные средства; выполняются тесты деталей, лабораторные испытания, тесты на испытательной установке и, наконец, наземные и воздушнее испытания машины, чтобы гарантировать, что механизм отработал и удовлетворяет условиям работоспособности, функциональности и прочности.