Пути сближения расчетной и конструкционной прочности

Сближение, а в некоторых случаях и совпадение расчетной и кон-струкционной прочности обеспечиваются системой различных мероприя-тий. В области расчетов это достигается непрерывным усовершенствова-нием расчетных методов.

Если расчетная прочность выше конструкционной, то при неболь-ших коэффициентах запаса не исключены выходы конструкции из строя по причине наступления предельного состояния. Если расчетная прочность ниже конструкционной, то это означает, что допущен перерасход металла. Для совпадения расчетной и конструкционной прочности необходимо вы-полнение следующих условий:

- правильный выбор предельных состояний, по которым производит- ся определение прочности;

- в пределах каждого из рассматриваемых предельных состояний вы- бор таких показателей, которые наилучшим образом подходят для количе-ственного определения величины несущей способности;

- применение такого аппарата теории, который бы позволял вычис-лить запасы прочности или вероятность разрушения на основе использо-вания простейших характеристик металла;

- учет в расчетах дополнительных факторов (факторов условий рабо- ты), которые в используемом расчетном методе не являются основными (например, схемы напряженного состояния, неоднородности свойств мета-лла; наличие дефектов, собственных напряжений; температура, характер действующих нагрузок, среды, статистическое рассеяние характеристик металла и др);

- использование коэффициентов запаса при правильно выбранных расчетных предельных состояниях является методом назначения таких условий эксплуатации (уровня напряжений, числа нагружений) по сравне-нию с расчетной прочностью, при которых неблагоприятное рассеяние факторов, не учтенных расчетом, не понизит конструкционную прочность изделия до уровня, соответствующего эксплуатационным условиям;

- при применении вероятностных методов расчета обходятся без ко -

эффициентов запаса, а оперируют допустимой вероятностью разрушения. В этом случае только при правильно учтенных факторах возможно совпа-дение расчетной и конструкционной прочности в том смысле, что совпадут средние величины , законы распределения и дисперсии расчетной и конст-рукционной прочности.

На стадии проектирования кроме выполнения задач, связанных со служебным назначением конструкции, стремятся принимать такие реше-ния, которые бы по возможности исключали действие неясных в расчет-ном и физическом плане факторов (например, назначают такие формы кон-струкции, которые позволяют определить в них напряжение; применяют апробированные материалы и др). Если металл чувствителен к концентра-ции напряжений, необходимо в расчете учитывать трещину, эквивалент-ную дефекту, который может быть выявлен. При разработке технологии сварки необходимо стремиться устранить те факторы, которые трудно учесть расчетом. Например, термическая обработка устраняет неоднород-ность механических свойств, снимает остаточные напряжения, наличие ко-торых трудно учесть, правкой устраняются несовершенства геометричес-кой формы, которые могут вызывать концентрацию напряжений, не пре-дусмотренную расчетом. Проводится контроль готовых изделий с целью выявления возможных дефектов, которые, как правило, расчетом не учи-тываются. Ответственная продукция подвергается испытаниям при повы-шенных нагрузках, что является эффективным средством повышения веро-ятности их неразрушимости и сближения расчетной и конструкционной прочности.

В некоторых случаях осуществляют контроль неразрушающими ме-тодами с целью обнаружения дефектов, которые могли появиться в проце-ссе эксплуатации.

Перечисленные выше мероприятия являются общими (не конкрети-зированными), потому что каждое из них настолько обширно, что может явиться предметом деятельности проектного института, лаборатории, за-вода.