Билет 12

1. Связь запасов прочности с вероятностью разрушения.

Запасы прочности и вероятность разрушения.

Надёжность многих ответственных элементов двигателей, подверженных динамических нагрузкам зависит от вероятности усталостного разрушения, особая опасность которого состоит во внезапности. Закономерность усталостного разрушения носит статистический характер, когда под действием одного и того же циклического нагружения, число цикл до разрушения отличается на различных деталях в несколько раз. Достоверные прогнозы над1жности в этом случае можно сделать лишь на основе вероятностного подхода. Установлено, что при постоянной амплитуде переменных напряжений логарифм числа циклов нагружений до поломки распределяется по нормальным законам, т.е. имеет место нормальное логарифмическое рапределение.

При этом прочностная надёжность детали оценивается иногда отношением наибольших напряжений в опасной зоне с допустимыми напряжениями.

Однако такая оценка допустима лишь для однотипных конструкций, изготавливаемых по установившейся технологии и эксплуатирующихся в стабильных условиях нагружения. Наибольшее распространение получила по запасам прочности.

Kmin – минимально допустимое значение нормали прочности коэффициента запаса прочности.

σ_max – максимальное напряжение возникающее в опасной зоне.

σ_пред – предельное напряжение зависящее от условий работы детали.

ε –величина относительной деформации.

τ – время.

Все перечисленные оценки ползучести являются детерминированными величинами, так как они не связаны с оценкой достоверности, разрушающего воздействия и действующего значения запаса прочности.

По этому в авиации определяются и используются статистические законы прочности.

K₁, K₂ – толерантные коэффициенты, завиясящие от n числа испытаний, q уровня значимости, P_ж доверительной вероятности.

Сигама аш и Сигма кси – среднее квадратичное отклонение прочности от их средних значений.

k(6; 0,01; 0,95).

q=0,01 означает, что только у одного процента всех деталей запас прочности может оказаться меньше двух, при этом данное утверждение справедливо в 95 % случаев (всех), а число испытаний равно 6.

Как показывает опыт, на вероятность разрушения сильнее влияет прочность изделий, чем рассеивание нагрузки (рассеиваемая нагрузка). Отсюда следует необходимость предъявления повышенных требований к прочностным характеристика материала, а это в большой степени зависит от технологии изготовления.

2. Регулирование остаточных напряжений при обработке.

.Регулирование остаточных напряжений при механической обработке.

Лезвийная обработка. При обработке лезвийным инструментом существенное влияние на остаточное напряжение оказывает силовой фактор, влияющий на стружкообразование, которое зависит от пластических свойств материала, условий деформирование и трения в зоне обработки.

Для малопластичных материалов, когда при резании будут иметь место элементая стружка. Будут возникать остаточные напряжения остаточного типа. Для пластичных материалов, когда появляется сливная стружка в поверхностном слое образуется растягивающее напряжение.

Влияние скорости резания.

При увеличении скорости резания снижаются прочностные и увеличиваются пластические свойства материала с ростом температуры в зоне резания. Также при этом возрастает коэффициент трения.

График 4.

Влияние подачи – в пределах от 0,03 до 0,3 на оборот имеет место следующая закономерность.

С увеличением подачи происходит снижение остаточных напряжений сжатий.

При это глубина остаточных напряжений возрастает. Особенно заметно это для интервала малых подач от 0,03 до 0,08 мм на оборот, что объясняется выглаживающим действием.

Влияние глубины резания. Оно не существенно.

Абразивная обработка.

При образивной обработкев значительной степени влияет тепловой фактор. При возрастании температуры увеличивается пластичность материала. Это приводит к образованию вьющейся стружки и формированию растягивающих остаточных напряжений.

Дальнейшее увеличение приводит к термопластичекой деормации, что приводит к структурно фазовым превращением, которые увеличивают растягивающие напряжения. При доводочных операциях действие теплового фактора невелико и существенно является пластической деформацией. По этому при доводочных операциях в поверхностном слое формируется сжимающее напряжение.