S1-1 PAT318, Section 1, March 2002 РАЗДЕЛ 1 ОБЗОР МЕТОДОВ АНАЛИЗА ДОЛГОВЕЧНОСТИ И УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
S20-1 PAT318, Section 20, March 2002 РАЗДЕЛ 20 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКОЙ.
Advertisements

Российская конференция пользователей систем MSC | октября 2006 г. | Москва Анализ долговечности тележки вагона метро с применением программных продуктов.
S3-1 PAT318, Section 3, March 2002 РАЗДЕЛ 3 ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ MSC.FATIGUE.
S21-1 PAT318, Section 21, March 2002 РАЗДЕЛ 21 ПРОГРАММНЫЙ ДАТЧИК ДЕФОРМАЦИЙ В MSC.FATIGUE.
Положение об отделе В.Андреев, Д.Сатин. Штат отдела начальник отдела; бизнес-аналитик; проектировщик пользовательских интерфейсов; специалист по анализу.
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММЫ MSC.FATIGUE ДЛЯ РАСЧЁТА ДОЛГОВЕЧНОСТИ НЕСУЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ВНИКТИ, 2006 г. Авторы:
NAS101, Page 1-1 Раздел 1 Введение. NAS101, Page 1-2 Введение Стр. Цель семинара 3 Коротко о компании 4 Что такое MSC.Nastran 6 Поддержка клиентов MSC.
S19-1 PAT318, Section 19, March 2002 РАЗДЕЛ 19 РАСПРОСТРАНЕНИЕ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН.
Продолжение темы 4. Основные этапы проектирования CSRP-системы.
это вся совокупность изделий, выпускаемых предприятием. Она включает различные виды товаров. Вид товара (лекарственный препарат, медицинская тахника,
Организация маркетинговой деятельности. Организация маркетинговой деятельности включает в свой состав: - построение (совершенствование) организационной.
S1-1MVI320, Section 1, June 2001 Раздел 1 Введение в MSC.Mvision Builder и Evaluator.
Институт производственных инновационных технологий СГАУ Основные направления деятельности: Инновационное развитие специальностей; Удовлетворение предприятий.
Азербайджанский Государственный Экономический Универститет Факультет: Товароведение Предмет: Основы сертификации Презентация на тему: Сертификационные.
Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием.
«ПРОБЛЕМА СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ УЧЕТА И КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ ИННВАЦИОНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ» Алексеева Марина Борисовна, док.экон.наук., профессор.
1. Развитие технологий разработки информационных систем 2. Жизненный цикл информационных систем 3. Методические аспекты проектирования информационных систем.
Мачулин А.А. Группа 01-ММОЗ-15. Процесс разработки нового продукта состоит из восьми этапов: генерация идей; отбор идей; разработка концепции и ее проверка;
Семинар NAS101 | 2006 | MSC.Software Corporation Постоянное представительство в СНГ Москва Введение Раздел 1.
Формирование инновационной политики и осуществление инновационных программ.
Транксрипт:

S1-1 PAT318, Section 1, March 2002 РАЗДЕЛ 1 ОБЗОР МЕТОДОВ АНАЛИЗА ДОЛГОВЕЧНОСТИ И УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ

S1-2 PAT318, Section 1, March 2002

S1-3 PAT318, Section 1, March 2002 ЗНАКОМСТВО С КОМПАНИЕЙ n MSC.Software Corporation (изначально MacNeal-Schwendler Corporation) занимается разработкой, продажей и поддержкой сложных компьютерных программ в области автоматизации инженерных расчетов (CAE) c 1963 года n MSC.Software – разрабатывает, распространяет и осуществляет поддержку наиболее совершенной, широко применяемой в разных отраслях промышленности программы для структурного анализа MSC.Nastran, а также программы для нелинейного анализа MSC.Marc – первой коммерческой программы подобного рода в мире u MSC.Nastran u MSC.Marc u MSC.Dytran u MSC.Patran u MSC.Marc Mentat u MSC.Adams MSC.MVision MSC.Fatigue MSC.Laminate Modeler MSC.SuperForm MSC.SuperForge …и так далее

S1-4 PAT318, Section 1, March 2002 Ключевые моменты в истории MSC.Software 1963 Компания основана Доктором Ричардом Мак Нилом и Робертом Швендлером. Разработана первая программа SADSAM (Structural Analysis by Digital Simulation of Analog Methods.) Эта программа была предшественницей современного флагмана MSC - MSC.Nastran MSC участвует в проекте NASA по разработке унифицированного программного инструмента для инженерных расчетов. Прогамма стала известна под именем NASTRAN (NASA Structural Analysis) 1965 Группа исследователей в Броуновском Университете (Brown University) начала разработку программного комплекса, предшествовавшего программе MARC ЗНАКОМСТВО С КОМПАНИЕЙ (ПРОДОЛЖЕНИЕ)

S1-5 PAT318, Section 1, March 2002 ЗНАКОМСТВО С КОМПАНИЕЙ (ПРОДОЛЖЕНИЕ) u Год основания The MARC Analysis Research Corporation. u 1972 MSC выпускает собственную версию NASTRAN – MSC.Nastran u 1972 MARC Corporation выпускает первую собственную версию программы MARC. u 1994 MSC покупает PDA Engineering (разработчик PATRAN) и становится крупнейшим разработчиком и продавцом на рынке программных систем конечно-элементного инженерного анализа (CAE ). u 1999 MSC.Software приобретает компанию MARC Analysis Research Corporation.

S1-6 PAT318, Section 1, March 2002 n Главный офис корпорации находится в Санта Ана, Калифорния. Поддержка пользователей осуществляется через региональные представительства. u Пользователи программных комплексов MSC в странах СНГ должны обращаться по всем вопросам в Московский офис представительства MSC.Software по телефонам: , u По вопросам, связанным с MSC.Fatigue можно также обращаться к техническим специалистам: u Дмитрий Борисович Копанев u Дмитрий Валентинович Слезкин MSC ОСУЩЕСТВЛЯЕТ ПОДДЕРЖКУ КЛИЕНТОВ

S1-7 PAT318, Section 1, March 2002 РАСПИСАНИЕ КУРСА День 1: Вводная часть Обзор MSC.Fatigue Software Пользвательский интерфейс MSC.Fatigue Упражнения День 2: Пользвательский интерфейс MSC.Fatigue (продолжение) Теория Stress-Life (S-N) Статистическая природа параметров, влияющих на долговечность Упражнения на закрепление S-N метода День 3: Теория Strain-Life (E-N) Коррекция среднего напряжения Упражнения на E-N метод День 3 (Продолжение): Введение в анализ многоосного нагружения Упражнения День 4: Рост трещин Упражнения (LEFM) Точечная сварка Программный датчик деформаций «Виброфатиг» Упражнения Дополнительные возможности Утилиты MSC.Fatigue

S1-8 PAT318, Section 1, March 2002 ВОЗМОЖНОСТИ MSC.FATIGUE n MSC.Fatigue – это мощный инструмент для прогнозирования долговечности, использующий результаты КЭ анализа. Этот комплекс позволяет провести анализ чувствительности долговечности к изменению определенных параметров и спрогнозировать ресурс будующего изделия уже на ранних этапах разработки проекта. Основные подходы, используемые в MSC.Fatigue : u Метод номинальных напряжений с использованием кривых Велера (S-N) u Анализ зарождения трещин (E-N, метод локальных деформаций) u Анализ скорости роста трещин (с использованием методов линейной механики разрушения) u Анализ точечной и шовной сварки u Усталость материала конструкции в условиях случайного нагружения («вибро усталость») u Базы данных материалов и историй нагружения u Биаксиальный анализ, предшествующий анализу усталости в условиях сложного многоосного нагружения u Программный датчик деформаций и другие утилиты

S1-9 PAT318, Section 1, March 2002 ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС MSC.FATIGUE n MSC.Fatigue имеет дружественный графический интерфейс пользователя, который состоит из следующих главных компонент: u Оконный интерфейс пользователя u Интрефейс, позволяющий импортировать КЭ модель и результаты решения u Analysis Preferences u Опции для инженерного исследования u Визуализация результатов

S1-10 PAT318, Section 1, March 2002 MSC Программное обеспечение для анализа на основе МКЭ Материалы и информация о нагрузках MSC-институт: обучение специалистов Tailored Software Solutions Инженерный сервис РЕШЕНИЯ MSC В ОБЛАСТИ СИСТЕМ ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА

S1-11 PAT318, Section 1, March 2002 nCode MSC измерения тест анализ РПОГНОЗИРОВАНИЕ ДЛГОВЕЧНОСТИ

S1-12 PAT318, Section 1, March 2002 Современные технологии анализа долговечности как результат партнерства на высоком уровне

S1-13 PAT318, Section 1, March 2002 ЧТО ТАКОЕ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ?

S1-14 PAT318, Section 1, March 2002 n Долговечность - это… u способность выдерживать эксплуатационные нагрузки без разрушения в течение какого-либо периода времени n Надежность – это… u Вероятность того, что конструкция не разрушится в течение заданного периода времени

S1-15 PAT318, Section 1, March 2002 n Усталость – это... u процесс разрушения материалов под воздействием циклически повторяющихся нагрузок, при этом амплитуда номинальных напряжений меньше даже предела текучести материала; n А также … u процесс зарождения и последовательного роста трещин как результат развития циклических пластических деформаций;

S1-16 PAT318, Section 1, March 2002 ЧТО ЗАСТАВЛЯЕТ ПРОГНОЗИРОВАТЬ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ?

S1-17 PAT318, Section 1, March 2002 ЦЕЛИ, ПРИЧИНЫ И РЕАЛЬНОСТЬ n Конкуренция требует УСКОРЕННОГО выхода на рынок новой продукции. n Чтобы увеличить прибыли надо удешевлять продукцию и в целом производственные процессы, при этом уровень качества не должен падать. n Рынок требует расширения функциональности изделий с применением высоких технологий. n Нормативные государственные и отраслевые документы требуют от производителя повышения уровня надежности изделий и уменьшения трат времени на инспекции и ремонтно-восстановительные работы. n Потребитель хочет, чтобы последний километр/полет/час работы изделие отработало так как если бы оно было новым.

S1-18 PAT318, Section 1, March 2002 Конечный продукт Опытное производство Инженерный прототип Традиционный подход Подход с применением МКЭ доработки испытания Механический прототип концепция Время разработки Накопление стоимости проектирование Применение МКЭ для оценки долговечности ИЗМЕНЕНИЕ СТОИМОСТИ ПРОДУКТА В ПРОЦЕССЕ РАЗРАБОТКИ

S1-19 PAT318, Section 1, March 2002 РЕАЛИЗАЦИЯ ИСПЫТАНИЯ СЕРИЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО OK? КОНЧИЛОСЬ ВРЕМЯ? НЕТ ДА ИДЕЯ ДОРАБОТКИ ТРАДИЦИОННЫЙ ПОДХОД, БЕЗ МКЭ: ПОСТРОИТЬ, ИСПЫТАТЬ, ДОРАБОТАТЬ

S1-20 PAT318, Section 1, March 2002 ИДЕЯ АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ СУЩЕСТВУЮЩИЙ ОПЫТ РЕАЛИЗАЦИЯ ИСПЫТАНИЯ OK? СЕРИЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ОСМЫСЛЕНИЕ КОРРЕЛЯЦИЯ С РАСЧЕТОМ НЕТДА НЕТ ДОБАВИМ МКЭ: АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ

S1-21 PAT318, Section 1, March 2002 Потребность заказчика Ресурс изделия Построил и используй Проверка ресурса в процессе эксплуатации ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ 1 - ПОСТРОИЛ И ИСПОЛЬЗУЙ

S1-22 PAT318, Section 1, March 2002 Потребность заказчика Ускоренные испытания Ресурс Доработка ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ 2 - ДОБАВИМ НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

S1-23 PAT318, Section 1, March 2002 Виртуально испытанная деталь Ускоренные испытания Ресурс Доработки Измеренные эксплуатационные нагрузки ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ 3 - ДОБАВИМ ВИРТУАЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ Потребность заказчика

S1-24 PAT318, Section 1, March 2002 Доработки и оптимизация Виртуально испытанная деталь Моделирование на компьютере долговечности Потребность заказчика Анализ НДС Ресурс Корреляция Ресурс Ускоренные испытания ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ 4 - ДОБАВИМ КЭ АНАЛИЗ Измеренные эксплуатационные нагрузки Свойства материалов

S1-25 PAT318, Section 1, March 2002 Проектировачный расчет Оптимизация конструкции как единого целого Углубленный анализ Уточнение характеристик Корреляция с КЭ анализом Количество модификаций Моделирование испытаний Верификация Мониторинг Корреляция Измеренные Деформации и нагрузки Измерения Проверка Поправки Аналитически полученные нагрузки Кинематическое моделирование ДАННЫЕ ДАННЫЕ и КОРРЕЛЯЦИЯ КОРРЕЛЯЦИЯ Современный интегрированный подход СОСТАВЛЯЮЩИЕ ПРОЦЕССА ИНТЕГРИРОВАННОГО АНАЛИЗА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДАННЫЕ

S1-26 PAT318, Section 1, March 2002 ИНТЕГРАЦИЯ n Чтобы быстрее, дешевле, на более высоком уровне интеграции провести анализ долговечности, необходимо: u Иметь высокий уровень взаимодействия различных подразделений. u Иметь интегрированные программные инструменты, общие для вовлеченных в процесс отделов. u Всесторонний обмен данными в рамках структуры предприятия. u Всесторонний обмен данными между компанией и смежниками, а также сервисными службами.

S1-27 PAT318, Section 1, March 2002 ПОДХОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ С УЧЕТОМ УСТАЛОСТИ n Концепцпия отсутствия повреждений (SAFE LIFE) u Вычислеяется долговечность, используется коэффициент безопасности, конструкция проектируется так, чтобы заданный ресурс был обеспечен, после выработки ресурса эксплуатация полностью прекращается. n Концепция безопасного разрушения (FAIL SAFE) u Конструкция обеспечивается избыточными, страхующими элементами. Разрушение должно произойти без потери несущей способности всей конструкции в целом. Страхующие элементы должны обеспечить необходимый уровень безопасности до проведения в соответствии с регламентом ближайших ремонтно-восстановительных работ. n Концепция контроля разрушения (DAMAGE TOLERANCE) u Заранее предполагается наличие повреждений определенных размеров. При проектировании анализируется время роста трещин до критического размера. Исходя из этих расчетов назначается регламент рементно-восстановительных работ.

S1-28 PAT318, Section 1, March 2002 Оценка долговечности было делом редким Избыток прочности – 42 детали Разрушилось – 7 деталей КАК ЭТО БЫЛО РАНЬШЕ

S1-29 PAT318, Section 1, March 2002 ОБЗОР ИСТОРИИ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАЛОСТИ Альберт испытывает металлические цепи под действием циклических нагрузок 1839 Понселет проектрует мельничные колеса с чугунными осями. В его книге по механике впервые встречается термин «Усталость» 1849 Широко обсуждается теория кристаллизации 1850 Август Веллер проводит первые систематические исследования усталости осей железнодорожного состава. Им был проведены увталостные испытания осей в условиях кручения и изгиба. Впервые строятся кривые усталости и вводится понятие предела усталости. Проблеме усталости начинают уделять больше внимания, появляется много работ на эту тему. Выясняется принципиальное значение циклических напряжений, а также уровня средних напряжений.

S1-30 PAT318, Section 1, March 2002 Испытательная установка Велера для исследования усталости осей железнодорожного транспорта

S1-31 PAT318, Section 1, March 2002 StressAmplitude NotchedShaft UnnotchedShaft Log (долговечность) Типичные кривые Велера построенные при изгибно-крутильном циклическом нагружении Амплитуда напряжений Вал без дефектов Вал с дефектами

S1-32 PAT318, Section 1, March Фэирбэирн экспериментирует с повторяющимися нагрузками 1886 Баушингер – первые доклады о свойствах петли гистерезиса 1903 Ирвинг и Хамфри опровергают теорию кристаллизации и показывают, что причиной усталости являются зоны скольжения 1910 Баирстоу открывает явления циклического упрочнения и разупрочнения 1920 Гриффитс исследует трещины в стекле. Его работы стали причиной появления новой науки, которую назвали механика разрушения. ОБЗОР ИСТОРИИ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАЛОСТИ - 2

S1-33 PAT318, Section 1, March 2002 Формирование устойчивых зон скольжения Этап 1 Рост трещины Этап 2 Рост трещины ~1 мм ЗАРОЖДЕНИЕ И РОСТ ТРЕЩИН – ЭТАПЫ 1 И 2

S1-34 PAT318, Section 1, March 2002 МИКРОСТРУКТУРНЫЙ РОСТ ТРЕЩИН da/dN a

S1-35 PAT318, Section 1, March Коффин и Менсон исследовали процесс усталости, контролируя деформации, термоциклирование, малоцикловая усталость Парис и Эрдоган представили первый систематический метод для анализа скорости роста трещин основанный на выводах линейной механики разрушения 1961Форсайт обнаружил и исследовал стадийность роста трещин Нейбер предложил метод для оценки упруго-пластических напряжений и деформаций в концентраторе Матсуиши и Эндо представили метод падающего дождя для схематизации циклов нагружения ОБЗОР ИСТОРИИ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАЛОСТИ - 3

S1-36 PAT318, Section 1, March 2002 РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ ПО ИСПЫТАНИЯМ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ

S1-37 PAT318, Section 1, March США оценили ежегодные потери, причиной которых являются усталостные разрушения – это 4.4% валового национального продукта страны (миллиарды долларов). Кроме того, было подсчитано, что потери можно сократить на треть, активно применяя существующие технологии nCode International начинает свою деятельность на рынке программного обеспечения и сервиса в области анализа долговечности конструкций Прект создания MSC.Fatigue инициирован компанией PDA Engineering ОБЗОР ИСТОРИИ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАЛОСТИ - 4

S1-38 PAT318, Section 1, March 2002 МЕТОДЫ РАСЧЕТА ДОЛГОВЕЧНОСТИ n S-N (метод суммарной долговечности) u Отражает зависимость долговечности от номинальных или локальных упругих напряжений n e-N (метод номинальных деформаций) u Отражает зависимость долговечности от локальных деформаций n LEFM (метод оценки скорости роста трещин) u Характеризует скорость роста трещины n Все методы основаны на принципе подобия

S1-39 PAT318, Section 1, March 2002 Суммарная долговечность = зарождение трещины + Рост S-N локальные деформации линейная механика разрушения (LEFM) N f = N i + N p

S1-40 PAT318, Section 1, March 2002 S-N МЕТОД - ПОДОБИЕ Долговечность здесь Такая же как здесь..... В обоих случаях номинальные напряжения одинаковы nom nom

S1-41 PAT318, Section 1, March 2002 МЕТОД НОМИНАЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ - ПОДОБИЕ e Долговечность детали с концентратором сравнима с долговечностью образца, испытанного в условиях жесткого нагружения (измеренные деформации на образцее соответствуют локальным деформациям в концентраторе – см. рис.)

S1-42 PAT318, Section 1, March 2002 АНАЛИЗ СКОРОСТИ РОСТА ТРЕЩИНЫ - ПОДОБИЕ Эта трещина растет также быстро, как и эта В обоих случаях реализуются одинаковые коэффициенты интенсивности напряжений

S1-43 PAT318, Section 1, March 2002 «Несмотря на более чем 150-ти летний опыт исследований в области усталости материалов, внештатные случаи разрушения все еще случаются. Больший объем исследований не уменьшает количество разрушений. Для этого требуется более глубокое изучение проблемы» -профессор Д. Сочи Университет штата Иллинойс,1990 УСТАЛОСТНЫЕ РАЗРУШЕНИЯ И ПРОГРЕСС

S1-44 PAT318, Section 1, March 2002 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УСТАЛОСТИ n Типичным местом, в котором начинается разрушение, является поверхность образца или детали n Усталостное разрушение начинается с появлнения микроскопических трещин. На этом этапе микротрещины очень чувствительны к даже минутному воздействию циклических напряжений n Как уже отмечалось, процесс усталостного разрушения протекает в условиях знакопеременных пластических деформаций

S1-45 PAT318, Section 1, March 2002 ЗОНЫ СКОЛЬЖЕНИЯ И 1-ый ЭТАП РОСТА ТРЕЩИНЫ n В процессе циклического нагружения устойчивые зоны скольжения стремятся объединиться в ргуппы и проявляются в виде полос на поверхности, образуя экструзии и интрузии. n Очевидно интрузии и являются причинами появления будущих трещин. n Начальный размер экструзий и интрузий составляет от 1 до 10 микрон.

S1-46 PAT318, Section 1, March 2002 ЗАРОЖДЕНИЕ И РОСТ ЭТАПЫ РОСТА ТРЕЩИНЫ

S1-47 PAT318, Section 1, March 2002 ЗАРОЖДЕНИЕ И РОСТ n Процесс усталостного разрушения происходит в несколько этапов, при этом трещина выростает из микроскопических размеров в зонах скольжения до большой трещины в упруго-пластическом континууме и может продолжить свой рост до полного разрушения. n Существует много причин зарождения малых трещин: u Растрескивание или разрыхление материала на второй стадии u Устественные царапины и заводские метки на поверхности u Корозионные раковины или межкристаллические разрушения u Дефекты литья u Перехлесты, получившиеся после ковки или формовки u Охрупчивание упрочненных слоев у поверхности

S1-48 PAT318, Section 1, March 2002 ИСПЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УСТАЛОСТНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ n Технологии усталостного расета не новы ( лет); n Представляют собой преимущественно набор эмпирических правил, построенных на основе наблюдаемых эффектов; n Считается, что инженеру, использующему эти методы, не надо вникать во все тонкости; n В процессе использования (при этом необходимы обучение и практика) могут быть доведены до уровня интеллектуальной базы данных.

S1-49 PAT318, Section 1, March 2002 УСТАЛОСТНЫЙ АНАЛИЗ…? n На стадии ранней фазы разработки: u Нагрузки получены аналитически или из предыдущего проекта, предполагаемые свойства материалов, первые попытки оптимизации n В процессе окончательной проработки: u Нагрузки измерены, реальные свойства, усовершенствование и оптимизация n Производственная фаза: u После выхода промышленной продукции можно заняться модификацией и усовершенствованием, а также новыми разработками для завоевания новых рынков. Продолжается «пожаротушение».

S1-50 PAT318, Section 1, March 2002 КТО ПРОВОДИТ УСТАЛОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ И КАК ИСПОЛЬЗУЮТСЯ РЕЗУЛЬТАТЫ? n Проектировщик: u Оптимизация долговечности по виртуальной модели детали n Расчетчик u Сравнивает расчетные данные с результатами испытаний, выдает рекомендации по исправлению ошибок. n Испытатель u Планирует проведение испытаний таким образом, чтобы получить данные о наиболее опасных местах. Таким образом предварительный расчет позволяет сэкономить время. n Технолог u Исследует случившиеся в процессе эксплуатации разрушения и выдает рекомендации по усовершенствовании технологии производства.

S1-51 PAT318, Section 1, March 2002 ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ УСТАЛОСТНЫХ РАЗРУШЕНИЙ n Требования: u Повышенные потребительские качества u Уменьшение веса u Долгий срок службы u Разумная цена u Как можно быстрее

S1-52 PAT318, Section 1, March 2002 n Ограничения: u Усталостные расчеты намного менее точны прочностных u Усталостные свойства материалов не могут быть получены из статических механических свойств u Лабораторные испытания часто дают очень приблизительный результат, кроме того в лабораторных условиях трудно провести полномасштабные испытания изделия или даже детали u Очень часто требуется проведение полномасштабных натурных испытаний для подтверждения назначенного ресурса u Чаще всего необходимо делать конструкцию так, чтобы рост трещин протекал медленно, при этом ближайшая проверка должна выявить их наличие (то есть в соответсвии с концепцией damage tolerant) u Там, где это возможно, необходимо проектировать так изделие, чтобы полностью исключить возможность появления трещин (в соответсвии с концепцией fail safe) ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ УСТАЛОСТНЫХ РАЗРУШЕНИЙ

S1-53 PAT318, Section 1, March 2002 РЕАЛИЗАЦИЯ УСТАЛОСТНЫХ РАСЧЕТОВ – БЛОК-СХЕМА ИЗ 5-ти БЛОКОВ ГЕОМЕТРИЯ MATERIALS ANALYSIS RE-DESIGN LIFE(42) Нагружение Черный ящик На входе – неверные данные На выходе – неверные данные Много неверных результатов – очень быстро можно переделать Неверный результат МАТЕРИАЛЫ анализ перепроектирование

S1-54 PAT318, Section 1, March 2002 РЕАЛИЗАЦИЯ УСТАЛОСТНЫХ РАСЧЕТОВ n Информация, которая необходима для проведения быстрого и эффективного усталостного расчета, может быть разделена на следующие группы: u Описание условий нагружения u Описание геометрии u Специфическая информация о поведении материала в условиях циклически повторяющихся нагрузок, а также усталостные свойства материалов

S1-55 PAT318, Section 1, March 2002 ИНСТРУМЕНТАРИЙ ДЛЯ АНАЛИЗА И ИСПЫТАНИЙ n Инструменты, применяемые при усталостном анализе, также применяются в проектировочных расчетах и при испытаниях: u одни для всех файлы с историей нагружения u один для всех банк данных по свойствам материалов u одинаковые алгоритмы исследования усталости n Разница между расчетчиком и испытателем состоит в том, что один использует КЭ модель, в то время, как другой пользуется датчиком деформаций.

S1-56 PAT318, Section 1, March 2002 ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ ДОЛГОВЕЧНОСТИ n Факты: u Натурные испытания далеко не самый правильный способ для оптимизации конструкции, однако они всегда необходимы для подтверждения полученных расчетным путем характеристик. u Каждый усталостный анализ требует подтверждения испытаниями и наличия информации, полученной экспериментальным путем. u Как испытания, так и анализ не дают в отдельности правильный результат. u Лучшие результаты достигаются в случае применения интегрированного подхода, объединяющего анализ и испытания.

S1-57 PAT318, Section 1, March 2002 n Обеспеичвают данными о нагружении n Обеспечиваеют усталостными свойствами материалов n Позволяют верифицировать напряжения/деформации полученные в расчете n Подтверждение прогнозированного ресурса n Только испытания могут окончательно подтвердить расчеты ЧЕМ ИСПЫТАНИЯ ПОМОГАЮТ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАСЧЕТОВ

S1-58 PAT318, Section 1, March 2002 КАК АНАЛИЗ СОЧЕТАЕТСЯ С ИСПЫТАНИЯМИ n Позволяет исключить избыточные испытания n Ускоряет процесс испытаний n Позволяет заранее и точнее выбрать тип и месторасположение датчиков n Участие в подготовке испытаний

S1-59 PAT318, Section 1, March 2002 Искусство инженера состоит в умении отличить примерное решение, но правдивое от точного, но ложного. -профессор Род Смит Шеффилдский Университет,1990