О запасе прочности и оценке надежности узлов металлоконструкций
Обзор практики работоспособности узлов металлоконструкций, а именно вопроса распределения усилия (напряжения), а также распределения прочности всей конструкции согласно нормальному закону распределения с соответствующими плотностями вероятности.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.05.2017 |
| Размер файла | 20,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
О запасе прочности и оценке надежности узлов металлоконструкций
А.В. Кулагин
П.В. Дородов
Из практики работоспособности узлов металлоконструкций известно, что распределение усилия (напряжения), а также распределение прочности всей конструкции подчиняются нормальному закону распределения с соответствующими плотностями вероятности [1,2]. Целью расчета надежности является определение критического напряжения, при котором запас прочности оказывается наименьшим. Пусть распределение усилия подчиняется нормальному закону с плотностью вероятности f1(x), математическим ожиданием m1 усилия (напряжения) и средним квадратическим отклонением у1. Распределение прочности подчиняется нормальному закону с плотностью вероятности f2(x), математическим ожиданием прочности m2 и средним квадратическим отклонением у2.
Функция надежности такой системы определяется выражением вида [3]
,
где - нормированная нормальная функция распределения.
Практически функция надежности в проектных расчетах определяется, исходя из величины запаса прочности, т.е.
,
где n- коэффициент запаса прочности.
Расчет надежности узлов проводится для самых критических сечений, где запас прочности минимальный, а затем надежность узла находится как произведение надежности критических сечений, т.е. как последовательная схема соединений. Из практики известно, что при коэффициенте запаса прочности n?1,4 надежность узла близка к единице:
Выберем нормативный коэффициент запаса прочности. Назначение нормативного коэффициента Кнорм запаса прочности является весьма сложной задачей, решение которой в настоящее время представляется возможным лишь в некоторых частных случаях нагружения.
Пусть выборка из опытных образцов изделия наблюдалась в эксплуатации достаточно длительное время Т, определяемое как функция точности и достоверности результатов эксперимента. При этом удалось установить: узел металлоконструкция прочность напряжение
M(Rmin)n- значение нижней границы доверительного интервала минимального параметра прочности;
M(уmax)в- значение верхней границы доверительного интервала максимальной нагрузки.
За эти значения можно принять, например предел прочности или предел текучести материала, выбираемые из нормативных документов или с использованием. Тогда нормативный коэффициент запаса приближенно рассчитывается по формуле
Если условия нагружения и внутреннего состояния конструкции позволяют принять исходные гипотезы, то решение удается привести к виду, более удобному для практического использования
где, - коэффициенты вариации параметра прочности и нагрузки, соответственно; м- гауссовский уровень надежности [3].
В частном случае такого нагружения, когда у=‹у›- детерминированная величина,
Поэтому вероятность Q отказа будет равняться вероятности события противоположного, то есть
или с учетом первой гипотезы (о нормальном распределении)
В соответствии с другой исходной гипотезой и теоремами теории вероятностей находятся параметры распределения
где - средние значения параметров прочности и нагрузки; - дисперсии параметров прочности и нагрузки.
Отношение называется характеристикой безопасности или гауссовским уровнем надежности. Это понятие оказывается весьма удобным при пользовании таблицей значений функции Лапласа ц2 [3] , так как вероятность безотказной работы (неразрушения) составит
Р=ц2(м)
и находится в этом случае непосредственно по таблице.
Наряду с вероятностным анализом оценивается и надежность аналогов и (или) конструктивных исполнений изделия. Если она не отвечает регламентированным требованиям, то устанавливают причины недостаточной надежности и рассматривают возможные мероприятия по ее повышению [2]. Для этого определяют достигнутый уровень надежности P, а также затраты С и полезный эффект E в стоимостном выражении. Наилучшим является такое решение Ропт , которое соответствует максимальному значению разности между Е и С , т. е.
Ропт
или когда величина С достигает предельно допустимого значения.
Когда имеется большое число вариантов изделия, то каждый вариант изделия изображается на графике в виде точек с координатами P и С. Линия, огибающая множества слева и сверху , проходит через наиболее предпочтительные варианты, соответствующие определенной стоимости. Остальные варианты заведомо хуже и их рассмотрение нецелесообразно.
Литература
1.Труханов В. М. Надежность мобильных автоматических установок.- Волгоград: Волгоградский политехнический институт, 1989.
2.Кубарев А.И. Надежность в машиностроении.-М. : Издательство стандартов, 1989.-224 с.
3.Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика - М., Высш.шк., 2003.-479 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет допустимого значения диагностического параметра. Определение периодичности профилактики. Расчет надежности (безотказности) заданного механизма, агрегата, системы. Расчет эмпирических характеристик распределения и его теоретических параметров.
курсовая работа [264,0 K], добавлен 11.11.2013Конструкция компрессора ГТД. Расчет надежности лопатки компрессора с учетом внезапных отказов. Графики функций плотностей распределения напряжений. Зависимость вероятности неразрушения лопатки от коэффициента запаса прочности. Расчёт на прочность диска.
курсовая работа [518,8 K], добавлен 15.02.2012Описание разработанной конструкции, определение распределения усилия между рабочими и опорными валками, изгибающих моментов и нормальных напряжений, запасов прочности. Контактное напряжение и деформация в поверхностном слое, расчет подшипников в опорах.
курсовая работа [662,2 K], добавлен 04.05.2010Практические конструкторские расчеты узлов сварной фермы: промежуточный узел из парных уголков и проверка прочности стыка, прикрепление пояса к накладкам и к фасонкам с обеих сторон конструкции, опорный раскос и сопряжение стропильной фермы с колонной.
лабораторная работа [34,6 K], добавлен 01.12.2010Разработка алгоритма статистического моделирования. Вычисление характеристик выборки. Формирование статистического ряда и графическое представление данных. Подбор подходящего закона распределения вероятностей. Определение характеристик надежности системы.
курсовая работа [322,5 K], добавлен 19.08.2014Методика создания металлоконструкции каркаса контейнера. Анализ методов и систем автоматизированного проектирования металлоконструкций. Создание узлов в Advance Steel. Определение параметров, построение конструкции. Набор элементов для построения фасонок.
диссертация [3,7 M], добавлен 09.11.2016Статистические характеристики пластмасс. Оценка прочности пластмасс с помощью вероятности разрушения по Серенсену. Статистическая оценка прочности пластмасс по нагрузкам. Оценка эксплуатационных свойств по критерию эффективной удельной прочности.
реферат [16,1 K], добавлен 25.01.2011Оценка живучести узлов нагрузки и надежности схем систем электроснабжения. Функции распределения интервалов времени между выходами из строя оборудования по вине человека. Отказы элементов схемы. Многопроцессорные вычислительные системы реального времени.
курсовая работа [282,8 K], добавлен 23.01.2009Понятия о теориях прочности, а также о деформациях и напряжении. Сложные деформации и их характеристика. Описание теории прочности. Концентрация напряжений в разных местах механизмов их сущность и описание. Контактные напряжения и их характеристика.
реферат [2,2 M], добавлен 17.01.2009Динамика процесса управления в статической схеме, основные понятия теории вероятности, функция распределения, плотность вероятности, законы распределения. Числовые характеристики случайных величин. Случайные процессы и их статистические характеристики.
реферат [130,2 K], добавлен 21.09.2009Детали подшипника, их материалы и характеристика, проверка прочности основной конструкции. Сварное соединение деталей подшипника: конструкция, расчет швов, нагрузки на соединение, усилия предварительной затяжки, прочности шпильки, проверка деталей стыка.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 23.11.2009Выбор материалов, сбор нагрузок, статический расчет. Расчет прочности по I группе предельных состояний. Расчет прочности панели по сечению, нормальному к продольной оси. Расчет полки панели на местный изгиб. Расчет прочности панели по наклонному сечению.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 06.08.2013Технические характеристики перчаточного бокса. Конструкция и технологические возможности построенной шлюзовой камеры. Расчет механической прочности узлов, стоек и двери шлюзовой камеры. Правила техники безопасности перед использованием шлюзовой камеры.
контрольная работа [618,0 K], добавлен 24.08.2010Оценка истинного значения измеряемой величины. Доверительные интервалы для оценки среднего квадратического отклонения нормального распределения. Оценка точности измерений. Оценка вероятности (биномиального распределения) по относительной частоте.
реферат [277,7 K], добавлен 13.10.2013Применение коэффициентов асимметрии и эксцесса для проверки нормальности распределения результатов измерений. Проверка с использованием критерия Пирсона. Оценка нормальности распределения периода калибровочной решетки "TGZ2" непараметрическим методом.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 29.04.2014Законы распределения случайных величин. Соответствие эмпирических и теоретических распределений. Отбрасывание выделяющихся результатов. Аппроксимация полигона распределения непрерывной функцией. Влияние сложности работ на показатели надежности установок.
дипломная работа [740,2 K], добавлен 17.06.2017Понятие и сущность проектирования металлоконструкций. Выделение центров финансовой ответственности в производственно-технологической системе. Анализ систем оплаты труда. Разработка сценариев, направленных на получение конкурентных преимуществ продукции.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 10.07.2017Методика выполнения кинематических, силовых и прочностных расчетов узлов и деталей энергетического оборудования. Особенности выбора материалов, вида термической обработки для узлов и деталей оборудования электростанций, а также системы их обеспечения.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 14.12.2010Краткие сведения о конструкции турбин и двигателя. Расчет надежности лопатки турбины с учетом внезапных отказов или длительной прочности, а также при повторно-статических нагружениях. Оценка долговечности с учетом внезапных и постепенных отказов.
курсовая работа [223,5 K], добавлен 18.03.2012Краткое описание конструкции двигателя. Нормирование уровня надежности лопатки турбины. Определение среднего времени безотказной работы. Расчет надежности турбины при повторно-статических нагружениях и надежности деталей с учетом длительной прочности.
курсовая работа [576,7 K], добавлен 18.03.2012
