Ресурс машин и конструкций

Description

Систематически изложена теория надежности машин и конструкций. Предложены общие модели накопления повреждений в деталях машин и элементах конструкций, развит объединенный подход к механике разрушения, зарождения и роста усталостных трещин. Особое внимание уделено проблеме прогнозирования ресурсами срока службы на основании информации о материалах, узлах, деталях, нагрузках и воздействиях. Развиты методы прогнозирования показателей долговечности на стадии проектирования, а также методы прогнозирования индивидуального остаточного ресурса. Обсуждена проблема нормирования и оптимизации показателей долговечности. Для научных работников, инженеров-исследователей и эксплуатационников, работающих в различных областях машиностроения. Предисловие 1. Постановка задачи 1.1. Понятие ресурса 1.2. Экономическое значение проблемы ресурса 1.3. Прогнозирование ресурса и теория надежности 1.4. Прогнозирование ресурса и механика разрушения 1.5. Проблема безопасности машин и конструкций 1.6. Постановка задачи о прогнозировании ресурса на стадии проектирования 1.7. Постановка задачи о прогнозировании ресурса на стадии эксплуатации 2. Теория надежности машин и конструкций 2.1. Основные понятия 2.2. Показатели надежности 2.3. Математические модели теории «надежности 2.4. Простейшие задачи теории надежности 2.5. Постановка задач теории надежности машин и конструкций 2.6. Метод условных функций надежности 2.7. Элементарные модели отказов машин и конструкций 2.8. Кумулятивные модели 2.9. Модели марковского типа 2.10. Модели пуассоновского типа 2.11. Вычисление математических ожиданий числа отказов 2.12. Применение теории надёжности к расчёту машин и конструкций 3. Полуэмпирические модели накопления повреждений 3.1. Понятие о мере повреждений 3.2. Правило линейного суммирования повреждений 3.3. Гипотеза об автомодельности процесса накоплений повреждений 3.4. Законы нелинейного суммирования повреждений 3.5. Многостадийная модель 3.6. Влияние разброса механических свойств на процесс накопления повреждений 3.7. Влияние разброса механических свойств на результаты испытаний 3.8. Применение статистического моделирования 3.9. Дальнейшие обобщения моделей накопления повреждений 3.10. Построение полуэмпирических моделей по данным ресурсных испытаний 3.11. Классическая (многоцикловая) усталость 3.12. Малоцикловая усталость 3.13. Механическое изнашивание 3.14. Элементы механики разрушения 3.15. Рост усталостных трещин 3.16. Модель зарождения макроскопических трещин 3.17. Объединённая теория замедленного разрушения 4. Структурные модели накопления повреждений 4.1. Значение структурных моделей для прогнозирования ресурса 4.2. Модели хрупкого разрушения 4.3. Модели пластического типа 4.4. Модель замедленного хрупкого разрушения 4.5. Модель накопления рассеянных повреждений 4.6. Объединённая структурная модель 4.7. Зарождение макроскопических трещин 4.8. Уравнения роста трещин 4.9. Устойчивость макроскопических трещин 4.10. Анализ результатов 4.11. Структурные модели накопления повреждений и разрушения композитов 4.12. Композит с упругой матрицей 4.13. Композит с пластической матрицей 4.14. Континуальные модели накопления микроповреждений 5. Механика усталостного разрушения 5.1. Вводные замечания 5.2. Тело с трещинами как механическая система с односторонними связями 5.3. Классификация состояний тел с трещинами 5.4. Обобщённые силы в механике разрушения 5.5. Устойчивость тел с трещинами 5.6. Модельные задачи 5.7. Теория роста усталостных трещин 5.8. Однопараметрическая усталостная трещина 5.9. Квазистационарное приближение 5.10. Структура фронтов усталостных трещин 5.11. Усталостная трещина в задаче Гриффитса 5.12. Рост усталостной трещины в условиях неодноосного нагружения 5.13. Рост трещин малоцикловой усталости 5.14. Применение модели тонкой пластической зоны 5.15. Трещины статической усталости в вязкоупругих средах 5.16. Механические модели коррозионной усталости и коррозионного растрескивания 5.17. Устойчивость дефектов типа расслоений в композиционных материалах 5.18. Рост дефектов типа расслоений 6. Прогнозирование ресурса на стадии проектирования 6.1. Общие положения 6.2. Постановка задач о прогнозировании ресурса 6.3. Асимптотический метод в задачах прогнозирования ресурса 6.4. Асимптотические формулы для обобщенного эакона накопления повреждений 6.5. Стационарный эргодический процесс нагружения 6.6. Полудетерминистический метод 6.7. Характеристические показатели долговечности 6.8. Формулы для вычисления характеристического ресурса 6.9. Учёт разброса свойств системы и условий ее работы 6.10. Прогнозирование ресурса сложных систем 6.11. Объекты, содержащие большое число однотипных элементов 6.12. Выработка ресурса как результат роста трещин 6.13. Применение объединённой теории замедленного раврушения 6.14. Рост трещин при случайном нагружении 6.15. Соотношение между сроком службы и ресурсом 7. Прогнозирование показателей безопасности и риска 7.1. Безопасность машин и конструкций 7.2. Показатели безопасности и риска 7.3. Общие соотношения для функций безопасности 7.4. Пуассоновский поток событий 7.5. Определение экстремальных расчетных нагрузок и оздействий 7.6. Вероятностные модели экстремальных нагрузок 7.7. Учёт редких сочетаний нагрузок и воздействий 7.8. Понятие сейсмического риска 7.9. Статистическая теория сейсмостойкости 7.10. Инженерные методы расчёта на сейсмостойкость 7.11. Статистическое моделирование для оценки показателей риска 8. Прогнозирование остаточного ресурса 8.1. Постановка задачи 8.2. Методология вероятностного прогнозирования 8.3. Прогнозирование на основе кумулятивных моделей 8.4. Применение полудетерминистического метода 8.5. Прогнозирование ресурса по результатам измерения нагрузок 8.6. Прогнозирование на основе моделей марковского типа 8.7. Прогнозирование на основе моделей пуассоновского типа 8.8. Надёжность систем неразрушающего контроля 8.9. Прогнозирование остаточного ресурса по критерию роста трещин 8.10. Оценка остаточной несущей способности 8.11. Оценка безопасности по критерию устойчивости трещин 8.12. Датчики повреждений и счётчики ресурса 8.13. Восстановление истории нагружения с помощью датчиков повреждений 8.14. Оценка распределений нагрузок с помощью датчиков повреждений 9. Нормирование ресурса 9.1. Предварительные замечания 9.2. Практика нормирования показателей надёжности 9.3. Экономико-математические модели для нормирования показателей надёжности 9.4. Нормирование срока службы и ресурса 9.5. Выбор оптимального срока службы 9.6. Формирование машинных парков и срок службы массовых машин 9.7. Нормирование показателей безопасности 9.8. Назначение остаточного ресурса и планирование технического обслуживания Заключение Список литературы