Эффективность применения вероятностных методов расчета на усталость связана с тем, что на основе учета рассеяния характеристик прочности и нагруженности, можно рассчитать функцию распределения ресурса конструкции до возникновения усталостной трещины даже на стадии проектирования, когда отсутствует экстремальная осциллограмма нагрузки. Эти вероятностные методы касаются расчетов ресурса до появления первой макроскопической трещины усталости протяженностью порядка 0,1-0,5 мм в тех конструкциях, которые испытывают за срок службы суммарное число циклов повторения амплитуд напряжений порядка 105 - 106, т.е. расчетов на многоцикловую усталость.
Для определения срока эксплуатации сооружения и планирования профилактических осмотров необходимо знать функцию распределения ресурса конструкции, выражающую связь между ресурсом и вероятностью разрушения.
1.1.1. Виды разрушений и основные механические свойства материалов.
Вид разрушения деталей конструкции зависит от типа материала, формы и размеров детали, температуры, характера изменения нагрузки во времени, внешней среды и др. факторов.
Нагрузки в зависимости от характера их изменения во времени делят на статические, переменные и ударные. Статическими называют нагрузки, которые медленно изменяются от нуля до своего конечного значения и затем не изменяются или изменяются весьма незначительно в течение всего срока эксплуатации. Ударными называют нагрузки, характеризуемые высокими скоростями их возрастания.
При однократном приложении статической нагрузки может возникать вязкое, квазихрупкое или хрупкое разрушение. Вязким называют разрушение, которому предшествует большая пластическая деформация и на которое затрачивается большая работа. Хрупким называют разрушение, протекающее практически без заметных пластических деформаций при малых затратах энергии на разрушение. Квазихрупким называют разрушение, занимающее промежуточное положение между вязким и хрупким, т.е. протекающее с некоторой небольшой предшествующей пластической деформацией и с затратой определенной энергии на разрушение. При напряжениях, переменных во времени, может возникать другой вид разрушения - усталостный.
Если переменные напряжения превышают некоторый предельный уровень, то в материале детали начинает протекать процесс постепенного накопления повреждений, образования и развития трещин, приводящей в конце концов к усталостному разрушению детали.
К основным механическим свойствам материала относят предел выносливости. Пределом выносливости при симметричном цикле называют то наибольшее значение амплитуды переменных напряжений, до которого образцы не ломаются до базы испытания, и обозначают его s-1 (индекс указывает значение коэффициента асимметрии цикла R=smin/smax).
В качестве основной характеристики сопротивления материалов усталости принимается кривая усталости. По оси ординат наносится величина переменного напряжения sа как амплитуда его изменения во времени, по оси абсцисс число циклов N до разрушения. Наклонная и горизонтальная части кривой усталости пересекаются в точке, обозначаемой NG.
Уравнение кривой усталости может быть представлено в форме:
при 
при 
, (1.1)
Показатель степени m характеризует наклон левой ветви кривой усталости. Величина m легко находится из уравнения, вытекающего из (1.1):
, (1.2)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.