Способ определения усталостной долговечности конструкции

 

ОП ИСАНИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >918816 (61) Дополнительное к авт. с вид-ву(22)Заявлено 11 07.79 (21) 2789943/25-28 (51)М. Кл. с присоединением заявки М

N 3/32 ю

3Ьеудерстеанный квинтет

СССР по делам нзебретеннй н еткрытнЯ (23) ПриоритетОпубликовано 07.04.82, Бюллетень И 13

Дата опубликования описания 07.04 ° 82 (53) УД К 620. 178..3(088.8) А.К.Белайчук, К.Д.Миртов, Г.И.Несте

С.Г.Рифтин, Е.Н.Слепечец и И.В.Якоб

/;:: .::::т.-"., Рижский Краснознаменный институт инжейеров гражданской авиации им.Ленинского комсомола

1 (72) Авторы изобретения

/

1 .. 1 (: (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ

ДОЛГОВЕЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ изобретение относится к иссле" дованию прочностных свойств материалов и элементов конструкций, в частности к способам определения усталостной долговечности конструкции, и может быть использовано для определения долговечности авиационных конструкций в условиях эксплуатации и лабораторных испытаний;

Известен способ определения усталостной долговечности конструкции, заключающийся в том, что на конструкцию устанавливают чувствительные элементы, подвергающиеся действию той же нагрузки,.что и конструкция.

Усталостная прочность этих элементов на порядок ниже усталостной прочности конструкции.

Чувствительные элементы последовательно заменяют по мере их разрушения и об усталостной долговечности конструкции судят по числу разрушившихся в процессе эксплуата" ции конструкции чувствительных,эле-. ментов 113.

Недостатком известного способа является ere низкая точность, поскольку чувствительные элементы не

5 учитывают историю изменения напряженного состояния в опасном сечении конструкции.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае10 мому результату является способ определения усталостной долговечности конструкции, подверженной в процессе эксплуатации случайному нестацио15 нарному нагружению, заключающийся в том, что для конструкции устанавли" вают параметры типового нагружения и опасное сечение, где возникает усталостное разрушение, определяют

20 напряженное состояние в опасном сечении, затем подвергают предварительной наработке при этом напряженном состоянии и параметрах типового нагружения образец-свидетель, ри918816

3 крепляют образец-свидетель до эксплуатации конструкции в опасном сечении таким образом, чтобы его напряженное состояние было идентично напряженному состоянию конструкции в опасном сечении, при эксплуатации регистрируют момент разрушения образца-свидетеля и по величине наработки и длительности эксплуатации конструкции до разрушения образца- 1о свидетеля судят о долговечности конструкции 323.

Недостатком известного способа является его невысокая достоверность, поскольку при оценке долговечности конструкции используется линейная связь между, наработкой образцасвидетеля и остаточной долговечностью конструкции.

Цель изобретения - повышение

2О точности определения. усталостной достоверности конструкции путем учета индивидуальных условий нагружения и повреждения конструкции.

Указанная цель достигается тем, что предварительной наработке подвергают образцы-свидетели, собранные в партии по 2-3 штуки, наработку каждой партии осуществляют до различных значений в интервале 0,2-0,8 долговечности образцов-свидетелей, при эксплуатации конструкции устанавливают зависимость остаточной долговечности от времени наработки каждой партии образцов-свидетелей и определяют дол35 говечность конструкции экстраполяцией установленной зависимости на значения наработки партий образцов-свидетелей, меньшие .0,2 их долговечности.

На чертеже приведен график изме40 нения остаточной долговечности образцов-свидетелей.

Способ осуществляется следующим образом.

Для исследуемой конструкции устаДЯ навливают параметры типового нагружения на основании обработки данных о случайных нестационарных силовых воздействиях на конструкцию. По характеристикам внешнего нагружения определяют характер нагружения конструкции, опасное сечение, где велика вероятность возникновения усталостного разрушения,.и напряженное состояние в опасном сечении. Если, таких опасных сечений не одно, то определение проводится для каждого потенциально слабого по усталостной долговечности места конструкции.

Для опасного сечения подбирается сопровождающий образец с таким же эффектом концентрации напряжений, что и в исследуемой конструкции. Та" кой-.образец называют образец-свидетель . Группу образцов- свидетелей подвергают нагружению при параметрах типового нагружения до разрушения с целью определения усталостной долговечности Н . При этом напряженное состояние образца-свидетеля идентич" но напряженному состоянию в опасном сечении конструкции.

Затем другую группу образцов-свидетелей собирают в партии по 2-3 штуки и осуществляют наработку Н каждой партии до различных значений 8 долях от долговечности образцов-свидетелей о в интервале Н/Н =0,2-0,8. Партии. образцов-свидетелей после наработки прикрепляют к конструкции, которая еще не была в эксплуатации, в опасном сечении таким образом, чтобы напряженное состояние образцов-свидетелей было идентично напряженному состоянию конструкции в опасном сечении.

При эксплуатации. конструкции регистрируют моменты разрушения образцов-свидетелей, определяют длительность работы образцов-свидетелей каждой партии и устанавливают зависимость длительности 0. работы образцов-свидетелей от предварительной наработки также в относительных единицах D/Н ь

Если бы внешние условия при наработке и эксплуатации были бы тождественны и напряженное состояние образца-свидетеля было бы тождественно напряженному состоянию в опасном сечении, то долговечность конструкции была равна сумме длительности наработки и длительности работы прикрепленных на конструкции образцов-свидетелей каждой партии. Однако, вследствие статистического характера эксплуатационных нагрузок и проявления индивидуальных условий развития повреждаемости конструкции, проявляются эффекты тренировки (упрочнения) и разупрочнения конструкционного материала. Это вызывает отличие от линейного закона (позиция 1) зависимости длительности работы образцов"свидетелей от предварительной наработки - кривые 2 и 3.

Причем зависимости 2 и 3 могут и

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

N 456188, кл. G 01 М 3/32, 1976.

2. Нестеренко Г.И. и др. Примене" ние образцов-сигнализаторов для индикации накопления усталостной долговечности конструкции и контроля. ее расходования. Сб, Труды РИИГА, вып.104, Рига, 1967, с.14-20 (прототип).

5 9188 не проходит ь через точку А на графике.

Установленную зависимость экстраполируют на значения наработки партий образцов-свидетелей меньшие 0,2

>о их долговечности. Значения 2- или, о

Ъ соответствующее пересечению !

H о о экстраполяционной кривой с осью абсцисс, характеризуют долговечность конструкции, поскольку для этого слу- чая предварител ьная наработка отсут" cTвует.

Необходимость построения зависимости остаточной долговечности образцов-сигнализаторов при испытании, конструкции иллюстрируется кривой 4, Изменение диаграммы .при меньших зна- ю чениях наработки может быть вызвано увеличением случайных внешних нагрузок уже после того, как разрушались образцы-свидетели с наработкой 0,2. и 0,4.

?5

Изобретение позволяет существенно повысить точность при определении долговечности конструкции в эксплуатационных условиях.

Формула изобретения

Способ определения усталостной . долговечности конструкции, подверженной в процессе эксплуатации случай" ному нестационарному нагружению, заключающийся. в том, что для конструк,ции устанавливают параметры типового нагружения и опасное сечение, где возникает усталостное разрушение, определяют напряженное состояние в опасном сечении, затем подвергают предварительной наработке при этом напряженном состоянии и параметрах типового нагружения образец-свиде"

16 6 тель, прикрепляют образец-свидетель до эксплуатации конструкции в опасном сечении таким образом, чтобы его напряженное состояние было идентично напряженному состоянию конструкции в опасном сечении, при эксплуатации регистрируют момент разрушения образца-свидетеля и по величине наработки и длительности эксплуатации конструкции до разрушения образца-свидетеля судят о долговечности конструкции, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности резуль-, татов путем учета индивидуальных условий нагружения и повреждения конструкции, предварительной наработке подвергают образцы-свидетели, собранные в партии по 2-3 штуки, наработку каждой партии осуществляют до различных значений в интервале 0,2-0,8 долговечности образцов-свидетелей, при эксплуатации конструкции устанавливают зависимость остаточной долговечности от времени наработки каждой партии образцов-свидетелей и определяют долговечность конструкции экстраполяцией установленной зависимости на значения наработки партий образцов-свидетелей, меньшие 0,2 их долговечностии..918816, Составитель М.Кузьмин

Редактор С.Патрушева Техред Е. Харитончик

Корректор Г.Огар

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

Заказ 2127/25 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5