Определяющие интенсивность

7.1. Факторы, определяющие долговечность ТГО

7.1. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ТГО...............134

Рассмотрим условия, определяющие долговечность элемента конструкции на стадии развития трещины. Как указывалось, число циклов, соответствующее росту трещины от начальной длины !,, до критической /с, определяет долговечность данного элемента конструкции по числу циклов. Чтобы обеспечить прочность конструкции, долговечность должна быть больше числа перемен заданной нагрузки. Таким образом, наряду с оценкой материала по классической кривой Велора, существенную информацию о поведении элемента конструкции с трещиной в условиях усталости должна дать механика разрушения. Следовательно, в данном случае, как обычно, надо исходить из того, что начальный тре-щиноподобный дефект существует в конструкции г момента ее изготовления (несмотря на дефектоскопический контроль, который, как известно, имеет определенный допуск па размер пе-обнаруживаемых дефектов). К сварным конструкциям это относится в большей мере, и в этом случае желательно иметь критические значения коэффициентов интенсивности напряжений (Л'с или KIC) для основного материала, материала шва и материала переходной, термически поврежденной, зоны. Кроме этого, для сварных конструкций желательно в области сварного шва знать величину и распределение остаточных напряжений. Все это вместе взятое способствует уточнению расчетов.

образцы, если испытываются свойства материалов, определяющие долговечность изделий (испытания на износостойкость, усталостную прочность, коррозионную стойкость и т. п.);

Для термической усталости выберем два уровня Л и Б деформации ег и ег, определяющие долговечность по числу циклов до разрушения соответственно в области 102 и 10* циклов.

Физической причиной, вызывающей усталость конструкции самолета, являются переменные нагрузки, действующие в процессе эксплуатации [2]. Источники возникновения этих нагрузок различны, как различна и их физическая природа, в связи с чем характер переменных нагрузок тоже различен как по своей структуре, так и по величине и частотному составу. Вместе с тем можно выделить нагрузки, определяющие долговечность основной силовой конструкции, например, крыла и фюзеляжа, весовое совершенство и прочность которых в первую очередь, характеризуют качество конструкции самолета в целом. Если речь идет о нагруженности и оценке долговечности продольных элементов крыла (лонжеронов, стрингеров, обшивки), то существенными являются лишь переменные нагрузки, характеризующиеся довольно низкой частотой, не превышающей в крайнем случае десятков Герц. К низкочастотным нагрузкам на крыло следует в первую очередь отнести переменную нагрузку, цикл изменения которой соответствует одному полету. Эта нагрузка вызвана переходом самолета из стояночного положения, когда на самолет действуют лишь силы веса, в полетное положение, когда на самолете возникают аэродинамические нагрузки и обратно.

Рассмотрим условия, определяющие долговечность элемента конструкции па стадии развития трещины. Как указывалось, число циклов, соответствующее росту трещины от начальной длины If, до критической 1С, определяет долговечность данного элемента конструкции по числу циклов. Чтобы обеспечить прочность конструкции, долговечность должна быть больше числа перемен заданной нагрузки. Таким образом, наряду с оценкой материала по классической кривой Велера, существенную информацию о поведении элемента конструкции с трещиной в условиях усталости должна дать механика разрушения. Следовательно, в данном случае, как обычно, надо исходить из того, что начальный тре-щиноподобпый дефект существует в конструкции с момента ее изготовления (несмотря на дефектоскопический контроль, который, как известно, имеет определенный допуск па размер необнаруживаемых дефектов). К сварным конструкциям это относится в большей мере, и в этом случае желательно иметь критические значения коэффициентов интенсивности напряжений (Кс или К,с) для основного материала, материала шва и материала переходной, термически поврежденной, зоны. Кроме этого, для сварных конструкций желательно в области сварного шва знать величину и распределение остаточных напряжений. Все это вместе взятое способствует уточнению расчетов.

На лопатки турбины, определяющие долговечность всего агрегата, действуют центробежные силы, обусловленные их вращением, усилия статического изгиба под действием давления пара, и вибрационные нагрузки. В связи с этим для лопаток высокотемпературной ступени, находящихся под действием высокого давления, важным является обеспечение высокого сопротивления динамической ползучести, высокотемпературной многоцикловой усталости, термической усталости. К материалам для ступени низкого давления предъявляются высокие требования к прочности при растяжении, сопротивлению усталости и демпфирующей способности.

4) циклическая долговечность, скорости изнашивания, ползучести, коррозии, определяющие долговечность материала.

Рассмотрим условия, определяющие долговечность элемента конструкции па стадии развития трещины. Как указывалось, число циклов, соответствующее росту трещины от начальной длины /0 до критической /с, определяет долговечность данного элемента конструкции по числу циклов. Чтобы обеспечить прочность конструкции, долговечность должна быть больше числа перемен заданной нагрузки. Таким образом, наряду с оценкой материала по классической кривой Вёлера, существенную информацию о поведении элемента конструкции с трещиной в условиях усталости должна дать механика разрушения. Следовательно, в данном случае, как обычно, надо исходить из того, что начальный трещипоподобпый дефект существует в конструкции с момента ее изготовления (несмотря на дефектоскопический контроль, который, как

2. Факторы, определяющие долговечность уплотнителя, т. е. способность к многократному или длительному функционированию.

1) свойства, определяющие долговечность изделий (усталостная прочность, контактная выносливость, износоустойчивость, коррозионная стойкость и др.);

Почвенная коррозия. Основные факторы, определяющие интенсивность коррозионного воздействия, это характеристики грунта и технологические параметры эксплуатации трубопровода. Агрессивность грунта зависит от многих факторов: структуры и гранулометрического состава, влажности, минерализации грунтовых вод, рН, состава газовой фазы и условий аэрации.

В работах 1156, 157] кипящая жидкость рассматривается в виде системы с внутренними источниками теплоты, роль которых (в данном случае стоков теплоты) играют паровые пузыри. При этом принимается, что все процессы обмена, определяющие интенсивность теплоотдачи при кипении, протекают в жидкой фазе. Процесс теплообмена описывается уравнениями движения и сплошности [см. уравнения (1.14) — (1.18)], уравнением распространения теплоты в потоке жидкости и уравнением конвективного переноса теплоты из пристенного слоя в основное ядро потока. Граничное условие в данной системе уравнений записывается как условие теплообмена на границе греющая поверхность — жидкость:

Г. Специфика исследований износа машин. За последнее время выполнено большое число исследований, проведенных в эксплуатационных условиях и при Стендовых испытаниях по изучению износа различных машин и их механизмов. При этом, как правило, выявлялись и исследовались те узлы трения, которые оказывают наибольшее влияние на работоспособность машины и являются специфичными для; данной конструкции, изучались факторы, определяющие интенсивность изнашивания, разрабатывались мероприятия по повышению износостойкости основных сопряжений машины. В ряде случаев выявлялись аналитические связи между износом сопряжений и выходными параметрами машины. Любая машина всегда имеет широкую номенклатуру узлов, работающих в различных условиях и по-разному влияющих на ее выходные параметры. Однотипные и стандартные узлы часто применяются в различных машинах, и особенности машин могут и не оказывать решающего влияния на их работоспособность. Однако в большинстве случаев необходимо исследовать износостойкость машины в целом, не ограничиваясь исследованием износа ее отдельных элементов и узлов. Обычно изучение износа всей машины или ее систем позволяет получить информацию о влиянии на ее работоспособность таких взаимосвязей, которые трудно учесть при изолированном или безотносительном к машине изучении износа узлов трения. При исследовании износа всей машины необходимо:

Таблица 11.4. Некоторые параметры, определяющие интенсивность рассеивания [125]

Основные факторы, определяющие интенсивность почвенной коррозии: тип грунта; состав и концентрация веществ, растворимых в грунте; влажность грунта; характер проникновения воздуха в грунт; структура грунта; наличие в грунте бактерий, активизирующих развитие процессов коррозии; температура и удельное сопротивление грунта.

Для построения классификации способов исследования изнашивания необходимо выяснить функциональное назначение самого способа, т. е. установить, для исследования какой системы (по компонентности) он предназначен. Следующее условие — выяснить направление, величину и скорость приложения нагрузки, а также закрепленность абразивных частиц, т. е. факторы, определяющие интенсивность (изнашивания.

Изнашивание происходит при взаимном перемещении под нагрузкой двух и более деталей, обычно при различной скорости перемещения каждой детали. От величины и характера нагрузки и перемещения детали зависит величина интенсивности изнашивания /, т. е. средняя величина износа, отнесенная к 1000 км пробега. Давление р и скорость скольжения и входят в формулы, определяющие интенсивность изнашивания. Учесть скорости в универсальной формуле нельзя.

Несмотря на малую толщину, пленка оказывает сильное влияние на процесс разрушения, в частности сцепление частиц поверхностного слоя предотвращает их эрозионное выдувание потоком. Кроме того, пленка снижает интенсивность окисления химически активных компонент материала набегающим потоком газа. Для создания теоретической модели разрушения стеклопластиков необходимы соотношения, определяющие интенсивность уноса вещества в расплавленном виде (скорость сноса пленки).

Для обобщения результатов этих испытаний с целью использования их для расчета окалиностойкости в других аналогичных случаях рассмотрим некоторые общие закономерности, определяющие интенсивность окалино-образования в зависимости от времени и температуры стенки.

Приведенное выше предельно упрощенное описание теплоотдачи в кипящем слое позволяет качественно оценить факторы, в первую очередь определяющие интенсивность этого процесса. Основными являются следующие.

Коэффициент теплоотдачи — это количество теплоты, которым обменивается тело с теплоносителем через единицу площади поверхности в единицу времени при температурном напоре в один градус. На значении коэффициента а отражаются все факторы, определяющие интенсивность конвективного теплообмена. Поэтому коэффициент теплоотдачи а для одного и того же вещества в разных условиях имеет различные значения (табл. 10.1).