34. Вероятностное определение предельного значения меры накопления усталостных повреждений

Вероятностный способ оценки надежности

И детерминистические, и полувероятностный способы оценки надежности аналитически выражаются одинаково:

F  Ф,

или в простейшем виде

  R.

При этом определяется максимально возможное значение фактора нагрузки (усилия в сечении или элементе) F и сравнивают его с минимально возможным значением Ф.

Вероятностный, случайный характер свойств материала, параметров сечений, загружения, других факторов либо не учитывается вовсе (в детерминистических методах), либо учитывается косвенно на стадии назначения значений расчетных коэффициентов (в полувероятностных способах расчета по предельным состояниям).

Модель обеспечения надежности при этом может быть графически представлена следующим образом.

F, Ф				Ф
				F
		Усилие от постоянной нагрузки
				Время Т

Очевидно, что наиболее полно и правильно случайный характер (статистический характер) факторов, определяющих значение усилия F (нагрузки) и несущей способности Ф (геометрических параметров сечения и прочности материала) может быть отражено при вероятностном подходе к методике расчета.

Если рассматривать величины F и Ф как вероятностные, определяемые случайной природой факторов, определяющих их реализацию, то условие надежности может быть представлено в виде

Р ((Ф – F) > 0) = Р (Z > 0)  Р_н ,

где Z  Ф - F – резерв прочности;

Р (Z > 0) – вероятность положительного значения резерва прочности;

Р_н – нормированное значение вероятности безотказной работы (надежности).

Очевидно, что при Z  0 система находится в работоспособном состоянии, а при Z < 0 наступает отказ.

Кривые распределения F и Ф определяются природой входящих в них величин.

В частности, статистическое распределение железнодорожной нагрузки близко к нормальному закону распределения, а автодорожной - к распределению Пуассона.

Прочностные характеристики материала описываются нормальным законом распределения.

35. Классификация повреждений эксплуатируемых металлических пс по характеру, степени опасности, скорости развития, массовости

ПОВРЕЖДЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ

Отказы, т.е. прекращение работоспособности, определяется повреждениями.

Повреждения различают по различным признакам. Важнейшие:

1. Вид (характер) повреждения:

• расстройство заклепочных соединений;

• усталостные повреждения;

• коррозионные повреждения;

• потеря устойчивости (общая и местная);

• трещины;

• механические повреждения.

2. Степень опасности:

• весьма опасные, могут с высокой вероятностью привести к прекращению эксплуатации или к аварии: трещины, потеря устойчивости;

• опасные, могут привести к серьезным нарушениям нормальной эксплуатации: сильная коррозия, расстройства заклепочных соединений;

• малоопасные, ухудшают условия работы конструкции (перекос катков);

3. Скорость развития:

• мгновенно развивающиеся (потеря устойчивости, трещины при хрупком разрушении);

• быстро развивающиеся (усталостные трещины период их развития);

• медленно развивающиеся (коррозия).

4. Частота (массовость):

• массовые (расстройство заклепок в прикреплении балок к поперечинам без резьбы);

• часто встречающиеся (трещины - выколы в верхних поясах продольных балок);

• редко встречающиеся (потеря устойчивости элементами главных ферм).

Результатами многочисленных обследований мостов установлено, что не смотря на различие климатических, эксплуатационных и других условий работы конструкций дефекты, приводящие к необходимости замены п.с., имеют схожий характер. Наиболее серьезные повреждения, обнаруживаемые на металлических мостах, эксплуатируемых в течении длительного времени, фактически сводятся к четырем видам:

1. расстройство (ослабление) заклепочных соединений;

2. коррозия;

3. механические повреждения;

4. усталостные повреждения.