Обобщенные закономерности повреждаемости и сплошности при оценках долговечности в условиях переменности режимов нагружения

Рассмотрены общеметодические вопросы прочности и долговечности материалов и элементов конструкций при сочетании различных силовых, деформационных и температурных факторов. Многие десятилетия в отечественных и зарубежных лабораторных исследованиях на образцах сложилась ставшая традиционной методология получения исходных кривых длительной и циклической прочности, связывающих разрушающие напряжения со временем или числом циклов. На базе этих кривых с характерными участками и точками переломов, разделяющих области упругого и неупругого (пластических деформаций или деформаций ползучести) деформирования, проводят анализ длительных и циклических повреждений. С использованием простейшего линейного закона суммирования этих повреждений удается в первом приближении рассчитывать прочность и долговечность при изменяющихся режимах нагружения. Повышение требований к точности расчетов вызывает необходимость перехода от силовых критериев разрушения (в напряжениях о) к деформационным (в упругих и неупругих деформациях е). При этом появляется возможность построения и использования единого выражения для кривой длительного циклического разрушения (с учетом временного т и циклического N факторов) и единого длительного циклического повреждения. При таком подходе можно сохранить линейный закон суммирования повреждений, хотя сами повреждения оцениваются как заведомо нелинейные. Статья ориентирована на продолжение обсуждения на страницах журнала наиболее сложных проблем комплексной оценки прочности, ресурса, живучести и безопасности высокорисковых объектов техники.

прочность, долговечность, повреждения, напряжения, деформация, сплошность материала

1. Махутов Н. А. Комплексные исследования процессов разрушения материалов и конструкций / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 11. С. 46 - 51.

2. Туманов Н. В. Устойчивый рост усталостных трещин: микромеханизм и математическое моделирование / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 11. С. 52 - 69.

3. Махутов Н. А. Прочность и безопасность. Фундаментальные и прикладные исследования. — Новосибирск: Наука, 2008. — 528 с.

4. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 525 с.

5. Гаденин М. М. Исследование влияния соотношения амплитуд деформаций при двухчастотном циклическом нагружении / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 12. С. 50 - 60.

6. Качалов Л. М. Основы механики разрушения. — М.: Наука, 1974. — 311 с.

7. Работнов Ю. Н. Ползучесть элементов конструкций. — М.: Наука, 1966. — 752 с.

8. Махутов Н. А., Гаденин М. М., Неганов Д. А. Риски и безопасность энергетического оборудования / Электрические станции. 2017. № 2. С. 2 - 9.

9. Махутов Н. А., Гаденин М. М., Москвнчев В. В. и др. Локальные критерии прочности, ресурса и живучести авиационных конструкций. — Новосибирск: Наука, 2017. — 600 с.

10. Махутов Н. А., Рачук В. С, Гаденин М. М. и др. Прочность и ресурс ЖРД. Исследования напряжений и прочности ракетных двигателей. — М.: Наука, 2011. — 525 с.

11. Махутов Н. А., Рачук В. С, Гаденин М. М. и др. Напряженно-деформированные состояния ЖРД. — М.: Наука, 2013. — 646 с.