Перейти к публикации

Расчет на усталостную прочность и долговечность


Рекомендованные сообщения

 

"А так можно получить в разы отличающиеся результаты по усталости и ресурсу" - это нормально, учитывая вероятностный разброс по испытаниям на основе которых строили кривую усталости и почти паралельность  этой кривой  при больших числах циклов. Когда на порядки, то это не очень хорошо, а в разы - скорее норма, чем исключение :)

По моим ощущениям с усталостью полная "засада"....

Сейчас испытали (нагрузили конструкцию на кол-во циклов соответствующее малоцикловой...), конструкция выдержала (не разрушилась) - что делать дальше: испытывать на больше число циклов или увеличить величину нагрузки? Ну и собственно можно ли испытав 10 образцов на 10 миллионов циклов - как для образцов (по ГОСТ) быть уверенным что соответствующий этому уровень напряжений является пределом усталости для данной конструкции (конструкции а не образца или детали). Примерное время испытаний одной  конструкции ~ 3 месяца! :) т.к. частота нагрузки ~ 4 герца (увеличить не получается).

 

 

Как Вы получили кол-во циклов на которое надо было испытывать? Где вы его взяли?

 

По атомным нормам мы производим расчет усталости на то кол-во циклов которое заложил конструктор. При этом мы получаем повреждаемость.

Таким образом я могу найти такое кол-во циклов при котором конструкция наконец то треснет. А дальше уже проводить испытания.

При этом для получения кол-во циклов при испытаниях надо произвсти пересчет. Так как испытания проходят в более быстром темпе чем живет реальная конструкция, а также нагрузка и характерные размеры должны быть подобны. То есть надо определиться с критерием подобия.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


 

 

"А так можно получить в разы отличающиеся результаты по усталости и ресурсу" - это нормально, учитывая вероятностный разброс по испытаниям на основе которых строили кривую усталости и почти паралельность  этой кривой  при больших числах циклов. Когда на порядки, то это не очень хорошо, а в разы - скорее норма, чем исключение :)

По моим ощущениям с усталостью полная "засада"....

Сейчас испытали (нагрузили конструкцию на кол-во циклов соответствующее малоцикловой...), конструкция выдержала (не разрушилась) - что делать дальше: испытывать на больше число циклов или увеличить величину нагрузки? Ну и собственно можно ли испытав 10 образцов на 10 миллионов циклов - как для образцов (по ГОСТ) быть уверенным что соответствующий этому уровень напряжений является пределом усталости для данной конструкции (конструкции а не образца или детали). Примерное время испытаний одной  конструкции ~ 3 месяца! :) т.к. частота нагрузки ~ 4 герца (увеличить не получается).

 

 

Как Вы получили кол-во циклов на которое надо было испытывать? Где вы его взяли?

 

По атомным нормам мы производим расчет усталости на то кол-во циклов которое заложил конструктор. При этом мы получаем повреждаемость.

Таким образом я могу найти такое кол-во циклов при котором конструкция наконец то треснет. А дальше уже проводить испытания.

При этом для получения кол-во циклов при испытаниях надо произвсти пересчет. Так как испытания проходят в более быстром темпе чем живет реальная конструкция, а также нагрузка и характерные размеры должны быть подобны. То есть надо определиться с критерием подобия.

 

"Как Вы получили кол-во циклов на которое надо было испытывать? Где вы его взяли?" - Из классики так сказать(по книжкам) : для низкоуглеродистой, низколегированной стали  - если деталь выдерживает 10 миллионов циклов при данной нагрузке то полагают что при такой нагрузке деталь может работать не ограниченно долго - бесконечный ресурс (но это только для сталей!). Допустим если деталь из алюминия то там бесконечного ресурса не получиться при любой нагрузке (очень малой)  - такое свойство А. сплавов. В случае с алюминием задаются числом циклов пересчитанным от ресурса (времени работы) но при этом нужно знать параметры цикла нагружения (допустим частоту колебания нагрузки). В нашем случае параметры цикла не известны, а есть только предельные значения нагрузки и общий срок службы изделия. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Это все понятно. Но надо не забывать что образец и изделие разные вещи. Испытания образцов стали проходят (обычно) на одноосное нагружение. А испытания изделия по приближенному к реальным условиям нагружения. В изделии может быть факторы не только внутренние, которые влияют на усталость, но и внешние например трение или концентратор от какой нибудь другйо части изделия.

Так что тут надо судить конкретно. Что за изделие? Какие условия работы? Сколько надо чтоб работала(либо проводить испытания до потери работоспособности)?

 

что делать дальше: испытывать на больше число циклов или увеличить величину нагрузки?

 

А какова цель то? Если увеличивать нагрузку то кол-во циклов нужно пересчитать. Опять же подобие.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Это все понятно. Но надо не забывать что образец и изделие разные вещи. Испытания образцов стали проходят (обычно) на одноосное нагружение. А испытания изделия по приближенному к реальным условиям нагружения. В изделии может быть факторы не только внутренние, которые влияют на усталость, но и внешние например трение или концентратор от какой нибудь другйо части изделия.

Так что тут надо судить конкретно. Что за изделие? Какие условия работы? Сколько надо чтоб работала(либо проводить испытания до потери работоспособности)?

 

 

 

что делать дальше: испытывать на больше число циклов или увеличить величину нагрузки?

 

А какова цель то? Если увеличивать нагрузку то кол-во циклов нужно пересчитать. Опять же подобие.

Цель как обычно: определить работоспособна ли конструкция... Только тут правильно замечают что деталь и конструкция разные вещи - с одной стороны мы приближаемся к "реальности" когда испытываем узел целиком, но с другой стороны можно ли считать (принимать) нормы для образцов и деталей для конструкций и узлов? вопрос....:) Я просто определил в каждой детали напряжения от нагрузки и для максимально нагруженной стал делать выводы.

Ну а все варианты с моментами зарождения трещины и прочей тонкой материей не катят - если по изменению собственной частоты определять момент появления трещины то для этого нужно спец. испытательное оборудование...

Я просто подумал "ущатать" гидроцилиндрами конструкцию до разрущения и определиться сколько циклов она может выдержать и при какой нагрузке. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • 2 года спустя...

для начала, было бы полезно для начала разобраться с состоянием металла в каждой из "характерных" областей детали..., не говоря уже об особых "зонах" - типа сварных швов....

т.е. если речь идет о РЕАЛЬНОМ расчете - то это работа группы инженеров высочайшей квалификации, имеющих весьма приличное экспериментальное оборудование

 

"обычно" изучают КОНКРЕТНЫЙ сплав, который имел КОНКРЕТНУЮ обработку - технологическую, термическую, химическую и пр...  на который воздействует КОНКРЕТНАЯ нагрузка при изотермических условиях

 

*** если условия неизотермические - задача становится на много сложнее 

 

ну и так далее...

 

но даже в этом случае, когда варьирование значимых параметров сведено к минимуму, описание поведение материала при знакопеременной нагрузке - задача весьма не простая....

 

методики / подходы , с помощью которых пытаются "связать" результаты "ПРОСТЫХ" экспериментов с какими-то уравнениями состояния для 3-х мерного (сложного) нагружения - "спорны", и судя по публикациям и обсуждениям на специализированных форумах - пригодны лишь в очень узких диапазонах варьируемых параметров.

 

разного рода попытки получить "нечто" похожее на реальность, путем "упрощения" постановки задачи и "усреднения" исходных данных по материалам - это напрасно потраченное время....

 

*** т.е. простейшие "инструменты" для малоцикловой усталости в предлагаемых коммерческих программах - это чаще всего "средняя температура по больнице" или "средняя зарплата по России".... - т.е. красивые картинки и не более того

 

судя по открытым публикациям , чаще всего требуется написание нескольких зависимостей для корректного описания поведения даже одного материала в разных областях детали.

на основании последних публикаций, понятно - что какой-либо "законченной" универсальной методологии для этого класса задач нет и вероятно не будет ближайшие годы.....

решение данного класса задач - работа уникальная , требующая глубоких знаний сразу в нескольких областях знаний.

Изменено пользователем Victor_M
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, Victor_M сказал:

разного рода попытки получить "нечто" похожее на реальность, путем "упрощения" постановки задачи и "усреднения" исходных данных по материалам - это напрасно потраченное время....

Почему?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
4 минуты назад, soklakov сказал:

Почему?

ответ простой :

 

... нужно почитать теории пластичности...

самое доступное - это теория пластичности Ильюшина...

и все станет более понятным....

 

ну и потом, достаточно набрать в гугле "ключевые слова" - на английском - и там будет огромное кол-во ссылок и публикаций по тематике малоцикловой усталости.... , в том числе книг и учебников

Изменено пользователем Victor_M
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
6 минут назад, Victor_M сказал:

самое доступное - это теория пластичности Ильюшина...

Примерно тоже самое говорил мой завкаф... лет десять назад. Нормальных теорий пластичности нет, все эти ваши компутерные решалки используют вообще какие-то бредовые теории.

Выходило, что компьютерное моделирование высоко-нелинейных процессов в металлах не имеет смысла, решение инженерных задач в этом направлении - тупиковое.

Я вот сейчас сообщение допишу и пойду отчет писать, о совпадении результатов моделирования и эксперимента в процессе горячего деформирования стальных заготовок. В 3д. Буду как тот шмель, который не знал гидродинамики.

 

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
8 минут назад, soklakov сказал:

Примерно тоже самое говорил мой завкаф... лет десять назад. Нормальных теорий пластичности нет, все эти ваши компутерные решалки используют вообще какие-то бредовые теории.

Выходило, что компьютерное моделирование высоко-нелинейных процессов в металлах не имеет смысла, решение инженерных задач в этом направлении - тупиковое.

Я вот сейчас сообщение допишу и пойду отчет писать, о совпадении результатов моделирования и эксперимента в процессе горячего деформирования стальных заготовок. В 3д. Буду как тот шмель, который не знал гидродинамики.

 

 

каждый заблуждается в меру своей "начитанности"....

 

Вы так много тут пишите.... 

 

интересно, когда Вы работаете?

 

или Ваша работа - это писать везде где успеваете по всем темам ?

  • Вы успеваете писать довольно длинные тезисы почти на половине тем прочности....
    даже в область механики жидкости и газов успеваете написать кое-что...
Изменено пользователем Victor_M
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Уважаемый "soklakov",

 

 у Вас 4 504 публикации !!!!

 

это уже даже не монография, это уже на сборник трудов потянет...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
42 минуты назад, Victor_M сказал:

интересно, когда Вы работаете?

с понедельника по пятницу)

43 минуты назад, Victor_M сказал:

Вы успеваете писать довольно длинные тезисы почти на половине тем прочности....
даже в область механики жидкости и газов успеваете написать кое-что...

Спасибо, что следите)

25 минут назад, Victor_M сказал:

у Вас 4 504 публикации !!!!

Разделим на шесть лет... Порядка двух сообщений в день. Многие из которых это беседа с Вами и подобные. Немного.

26 минут назад, Victor_M сказал:

это уже даже не монография, это уже на сборник трудов потянет...

Пожалуйста:smile:https://vk.com/ansysbook

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

«решение данного класса задач - работа уникальная , требующая глубоких знаний сразу в нескольких областях знаний» - это точно…

Проблема анализа открытых источников это то, что есть «закрытые» - коммерческие тайны и прочая ерунда.

Тема с большой бородой но актуальна.

На данный момент вижу, что проблема в моделях материала и именно то что не получается различные материалы описать однообразным образом (речь распространяю только на металлические). А именно к примеру: описание того почему допустим алюминий «накапливает усталость» при любом уровне напряжений, а железо начинает накапливать только при определенном выше некоторого… к этому прибавляется способ формообразования и то какой он делает вклад в механизм накопления – структура,  заложенные остаточные напряжения и т.п.  в общем то каким образом возникает и растет, накапливается разрушение от переменных нагрузок (хотя и не переменных тоже) и главное как это количественно описать и определить (оценить).

Возвращаясь к сути вопроса хочу пояснить: да – речь идёт о том как оценить вклад вибрации в общую картину «накопления усталости» (роста разрушения). Поэтому исключение оной не предусматривается. Более того НДС получается исключительно с учетом динамической составляющей и замена (подменна) рядом статических нагруженных состояний не допустима (не даёт подобий). Хорошим примером может служить «корпус» ракеты-носителя при выводе на орбиту, но только вот время работы не 10-20 минут, а 5-10 лет (можно далее упростить тем что материал один для всего – сталь 29). На каком часе работы она рассыпится…? J  

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
48 минут назад, Victor_M сказал:

Вы так много тут пишите.... 

прикольно, когда аргументы и доводы кончились, а квалификации просто не хватает, чтобы что-то противопоставить соклакову спускаться в такой бессмысленный флуд:clap_1: еще бы про пунктуацию и орфографию в его сообщениях написали... :doh:

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
4 минуты назад, kol сказал:

описание того почему допустим алюминий «накапливает усталость» при любом уровне напряжений, а железо начинает накапливать только при определенном выше некоторого…

Есть мнение, что этот факт - несколько ошибочен. А именно - нет никакого предела усталости даже для стали, но для практических целей его можно определять и использовать. Это уровень напряжений для разрушения за 10^8 циклов. Степень у десятки можно изменять, но это довольно общепринятое значение.

У меня нет на руках доказательной базы, я не помню где и когда это читал. Но можно представить, насколько такая гипотеза упрощает построение модели.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 минуты назад, soklakov сказал:

Есть мнение, что этот факт - несколько ошибочен. А именно - нет никакого предела усталости даже для стали, но для практических целей его можно определять и использовать. Это уровень напряжений для разрушения за 10^8 циклов. Степень у десятки можно изменять, но это довольно общепринятое значение.

У меня нет на руках доказательной базы, я не помню где и когда это читал. Но можно представить, насколько такая гипотеза упрощает построение модели.

Согласен и думаю как и многие… наверное более того не встречал где подтверждалось что это так (сверхдлительных испытаний никто не делал насколько мне известно).

Но на личном опыте могу сделать личное умозрительное заключение что так может быть (неопределенно большой цикл)  для некоторых мет материалов при определенных температурах и определенно длительных циклах. Т.е. может происходить некоторое «заживление» повреждений (реверс) по причине длительного времени (типа текучести и релаксации напряжений и как следствии уляля – классная выносливость).

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
8 минут назад, kol сказал:

Т.е. может происходить некоторое «заживление» повреждений (реверс) по причине длительного времени (типа текучести и релаксации напряжений и как следствии уляля – классная выносливость).

Оккам по Вам плачет.

Ну то есть само "заживление"-то можно рассматривать. Но это же отдельная история. Если Вам и правда повезет столкнуться с задачей, где такое заживление (а оно катастрофически медленное) актуально учитывать, то лучше, мне кажется, разложить процесс на два. Один процесс накапливает повреждения, другой снимает. Но на практике вторым можно пренебрегать, вот и остается обычный расчет усталости для материала без предела усталости.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
38 минут назад, kol сказал:

сверхдлительных испытаний никто не делал

10^9 японцы на сервах за ~30 лет; 10^9 Клод Батиас (Claude Bathias and Paul C. Paris ) за несколько дней на ультразвуковых.

 

https://www.amazon.com/Gigacycle-Fatigue-Mechanical-Practice-Engineering/dp/0824723139

Изменено пользователем AlexKaz
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, soklakov сказал:

Нормальных теорий пластичности нет

Вроде как да, но ведь не факт, что какие-то процессы они совсем плохо описывают. Есть вот, например, теория, в которой нет парности касательных напряжений

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

" Нормальных теорий пластичности нет, все эти ваши компутерные решалки используют вообще какие-то бредовые теории" теория пластического течения вроде неплохо предсказывает поведение.  Или как говорят инкрементальные теории.  Обычно используют гипотезу единой кривой и тот или иной способ отображения тензора деформаций на нее. Или тензора напряжений :)

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




×
×
  • Создать...