«Основы расчетов на прочность в инженерной практике» (стр. 4 )

7.6.Îöåíèòå êîððåêòíîñòü ïðèìåíåíèÿ ôîðìóëû Ïýðèñà

dl/dN = C(KI )n

ê ïðîãðàììàì öèêëè÷åñêîãî íàãðóæåíèÿ ñ ïîñòîÿííîé àìïëèòóäîé íàïðÿ­æå­íèÿ è çíà÷åíèÿìè êîýôôèöèåíòà àñèììåòðèè öèêëà R , ðàâíûìè 0; -1; -; 0,5. Åñëè èñïîëüçîâàíèå íåêîððåêòíî, îöåíèòå õàðàêòåð îæèäàåìîé îøèáêè (â çàïàñ, íå â çàïàñ ïðî÷íîñòè) (5 áàëëîâ)

7.7.Êàêèå ïàðàìåòðû äîëæíû ïðèñóòñòâîâàòü â çàâèñèìîñòÿõ òèïà ôîðìóëû Ïýðèñà, ÷òîáû èõ ïðèìåíåíèå áûëî êîððåêòíî äëÿ ïðîèçâîëüíîãî öèêëà ìå­õà­íè­÷åñêîé íàãðóçêè? Приведите примеры таких зависимостей (3 áàëëà)

7.8. ÷åì îñîáåííîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ òðåùèí â óñëîâèÿõ âîçäåéñòâèÿ àãðåññèâíîé ñðåäû? Ïðèâåäèòå ïðèìåðû êîíñòðóêöèé, ðàáîòàþùèõ â ïîäîáíûõ óñëîâèÿõ (3 áàëëà)

7.9.Èçëîæèòå ïðîöåäóðó ïîëó÷åíèÿ çàâèñèìîñòè âðåìåíè ïðåáûâàíèÿ â àãðåññèâíîé ñðåäå äî ðàçðóøåíèÿ îò âåëè÷èíû ïðèëîæåííîãî íàïðÿæåíèÿ (4 áàëëà)

7.10.Ïîÿñíèòå ñìûñë õàðàêòåðèñòèêè "ïîðîãîâîå çíà÷åíèå ÊÈÍ êîððîçèîííîãî ðàñòðåñêèâàíèÿ ïîä íàïðÿæåíèåì" (3 áàëëà)

8.ÐÀÑ×ÅÒÍÀß ÎÖÅÍÊÀ ÑÎÏÐÎÒÈÂËÅÍÈß ÕÐÓÏÊÎÌÓ ÐÀÇÐÓØÅÍÈÞ

8.1.Ïîêàæèòå çàâèñèìîñòü, ïîçâîëÿþùóþ âûäåëèòü çîíû ðàçðóøåíèÿ ðàçëè÷íîãî òèïà (назовите их), è îõàðàêòåðèçóéòå ñîîòâåòñòâóþùèå âèäû ðàçðóøåíèÿ (4 áàëëà)

8.2.Îõàðàêòåðèçóéòå óñëîâèÿ реализации, ïðèçíàêè, à òàêæå сам ïðîöåññ õðóïêîãî ðàçðóøå­íèÿ ìàòåðèàëà. Êàêèå õàðàêòåðèñòèêè ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ ðàñ÷åòíîé îöåíêè òðåùèíîñòîé­êîñòè â äàííîé çîíå ðàçðóøåíèÿ? (5 áàëëîâ)

8.3.Îõàðàêòåðèçóéòå óñëîâèÿ реализации, ïðèçíàêè, à òàêæå сам ïðîöåññ êâàçèõðóïêîãî ðàçðóøåíèÿ ìàòåðèàëà. Êàêèå õàðàêòåðèñòèêè ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ ðàñ÷åòíîé îöåíêè òðåùèíîñòîéêîñòè â äàííîé çîíå ðàçðóøåíèÿ? (5 áàëëîâ)

8.4.Îõàðàêòåðèçóéòå óñëîâèÿ реализации, ïðèçíàêè, à òàêæå сам ïðîöåññ âÿçêîãî ðàçðóøåíèÿ ìàòåðèàëà. Êàêèå õàðàêòåðèñòèêè ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ ðàñ÷åòíîé îöåíêè òðåùèíî­ñòîéêîñòè â äàííîé çîíå ðàçðóøåíèÿ? (4 áàëëà)

8.5.Ïîÿñíèòå ïîíÿòèå êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû õðóïêîñòè. Êàêèì îáðàçîì îïðåäåëÿåòñÿ ýòà õàðàêòåðèñòèêà? (4 áàëëà)

8.6.Ñîâïàäàþò ëè êðèòè÷åñêèå òåìïåðàòóðû õðóïêîñòè ìàòåðèàëà è êîíñòðóêöèè? Åñëè íåò, òî êàêèìè ôàêòîðàìè îïðåäåëÿþòñÿ èõ ðàçëè÷èÿ? (4 áàëëà)

8.7.Êàê ïîâëèÿåò íà íàäåæíîñòü êîíñòðóêöèè ñ òî÷êè çðåíèÿ õðóïêîãî ðàçðóøåíèÿ ïîâåðõíîñòíàÿ òåðìè÷åñêàÿ îáðàáîòêà, â ðåçóëüòàòå êîòîðîé ïåðâàÿ êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà õðóïêîñòè ïîâûñèëàñü íà 40 , à âòîðàÿ – íà 60 Ñ? Ïî÷åìó? (4 áàëëà)

8.8.Ïåðå÷èñëèòå â ïîðÿäêå ñíèæåíèÿ íàäåæíîñòè ïî êðèòåðèþ õðóïêîãî ðàçðóøåíèÿ òåõíîëî­ãè÷åñêèå ðåæèìû óïðî÷íåíèÿ îòâåòñòâåííîãî ýëåìåíòà áóðîâîãî îáîðóäîâàíèÿ, ïðåäíàçíà÷åííîãî äëÿ ýêñïëóàòàöèè â óñëîâèÿõ Âîñòî÷íîé Ñèáèðè, â ðåçóëüòàòå êîòîðûõ:

1) ïåðâàÿ êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà õðóïêîñòè ïîâûñèëàñü íà 30 , à âòîðàÿ – íà 50 Ñ;

2) ïåðâàÿ êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà õðóïêîñòè ïîâûñèëàñü íà 50 , à âòîðàÿ – íà 30 Ñ;

3) ïåðâàÿ è âòîðàÿ êðèòè÷åñêèå òåìïåðàòóðû õðóïêîñòè ïîâûñèëèñü íà 50 Ñ;

4) ïåðâàÿ è âòîðàÿ êðèòè÷åñêèå òåìïåðàòóðû õðóïêîñòè ïîíèçèëèñü íà 30 Ñ.

(5 áàëëîâ)

8.9.Èçëîæèòå ïîðÿäîê ðàñ÷åòíîãî îïðåäåëåíèÿ íîìèíàëüíого êðèòè÷åñêого íàïðÿæåíèя â óñëîâèÿõ õðóïêîãî è êâàçèõðóïêîãî ðàçðóøåíèé (5 áàëëîâ)

8.10.Íàçîâèòå âèäû êîýôôèöèåíòîâ çàïàñà ïðî÷íîñòè, èñïîëüçóåìûõ ïðè ðàñ÷åòíîé îöåíêå ñîïðîòèâëåíèÿ õðóïêîìó ðàçðóøåíèþ. Êàêèìè ôàêòîðàìè îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíà íîðìàòèâíûõ êîýôôèöèåíòîâ çàïàñà? (4 áàëëà)

9.ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÍÀÄÅÆÍÎÑÒÈ ÐÀÁÎÒÛ ÊÎÍÑÒÐÓÊÖÈÉ

9.1.Êàêàÿ êîíñòðóêöèÿ ñ÷èòàåòñÿ íàäåæíîé? (3 áàëëà)

9.2.×òî òàêîå íàèìåíüøàÿ äîïóñòèìàÿ îñòàòî÷íàÿ ïðî÷íîñòü? (3 áàëëà)

9.3.Ïåðå÷èñëèòå âîçìîæíûå ìåòîäû îáåñïå÷åíèÿ íàäåæíîñòè ýëåìåíòîâ êîíñòðóêöèé ñ òðåùèíàìè. Íà êàêèõ ýòàïàõ ðàçâèòèÿ òðåùèíû öåëåñîîáðàçíî ïðèìåíåíèå êàæäîãî èç íèõ? (6 áàëëîâ)

9.4.Ñîïîñòàâüòå ýôôåêòèâíîñòü îáåñïå÷åíèÿ íàäåæíîñòè ïóòåì ïðèìåíåíèÿ ìàòåðèàëà ñ ïîâûøåííûìè ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè è ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ìåòîäîâ äåôåêòîñêîïèè (4 áàëëà)

9.5.Îõàðàêòåðèçóéòå ðîëü è ýôôåêòèâíîñòü îðãàíèçàöèîííûõ ìåðîïðèÿòèé (ñîâåðøåíñòâîâà­íèå äåôåêòîñêîïèè, ìåæîñìîòðîâûå èíòåðâàëû) â îáåñïå÷åíèè íàäåæíîñòè êîíñòðóêöèé ñ òðåùèíàìè (4 áàëëà)

9.6.За счет чего достигаетñÿ ïîâûøåíèå íàäåæíîñòè êîíñòðóêöèé ñ òðåùèíàìè ïðè ïåðåäà÷å íàãðóçêè â íèõ ñèñòåìîé ïàðàëëåëüíûõ ýëåìåíòîâ? (3 áàëëà)

9.7.Êàêèì îáðàçîì äîñòèãàåòñÿ ïîâûøåíèå íàäåæíîñòè êîíñòðóêöèé ñ òðåùèíàìè ïðè ïðîâåäåíèè êîíòðîëüíûõ èñïûòàíèé? (4 áàëëà)

9.8.Êàêèì îáðàçîì äîñòèãàåòñÿ ïîâûøåíèå íàäåæíîñòè êîíñòðóêöèé ñ òðåùèíàìè ïóòåì çà÷èñòêè ïîâåðõíîñòè?  êàêèõ óñëîâèÿõ ïðèìåíèì ýòîò ìåòîä? Êàêèå äîïîëíèòåëüíûå ìåðîïðè­ÿòèÿ öåëåñîîáðàçíî ïðèìåíÿòü â êîìïëåêñå ñ íèì? (4 áàëëà)

9.9.Îõàðàêòåðèçóéòå ðîëü ìåæîñìîòðîâûõ èíòåðâàëîâ â îáåñïå÷åíèè íàäåæíîñòè êîíñò­ðóê­öèé ñ òðåùèíàìè. Èçëîæèòå ïîðÿäîê íàçíà÷åíèÿ èõ êîëè÷åñòâà è ïåðèîäè÷íîñòè (4 áàëëà)

9.10.Ïåðå÷èñëèòå è ïîÿñíèòå ñóòü êîíñòðóêòèâíûõ ìåðîïðèÿòèé, ïîâûøàþùèõ òðåùèíî­ñòîé­êîñòü ýëåìåíòîâ êîíñòðóêöèé (5 áàëëîâ)

9.11.Ïåðå÷èñëèòå è ïîÿñíèòå ñóòü êîíñòðóêòèâíûõ ìåðîïðèÿòèé, îñíî­âàí­íûõ íà èçìåíåíèè ýíåðãåòè÷åñêîãî áàëàíñà êîíñòðóêöèè ñ òðåùèíàìè â âèäå R>G (4 áàëëà)

9.12.Ïåðå÷èñëèòå è ïîÿñíèòå ñóòü êîíñòðóêòèâíûõ ìåðîïðèÿòèé, îñíî­âàííûõ íà èçìåíåíèè ýíåðãåòè÷åñêîãî áàëàíñà êîíñòðóêöèè ñ òðåùèíàìè â âèäå G<R (4 áàëëà)

9.13.Ïðåäëîæèòå è îáîñíóéòå ïðèìåíåíèå ìåðîïðèÿòèé, ïîâûøàþùèõ ðåñóðñ ïåðåêðûòèÿ æåëåçíîäîðîæíîãî ìîñòà íà íà÷àëüíîì, ïðîìåæóòî÷íîì è çàêëþ÷èòåëüíîì ýòàïàõ ðàçâèòèÿ óñòàëîñòíîé òðåùèíû â ïîëêå îäíîé èç íåñóùèõ áàëîê (5 áàëëîâ)

9.14.Ó÷èòûâàÿ âåðîÿòíîñòü существованèÿ íåîáíàðóæèâàåìûõ äîñòóïíûìè ìåòîäàìè äåôåêòîñêîïèè ïîâåðõíîñòíûõ è âíóòðåííèõ òðåùèí, ïðåäëîæèòå è îáîñíóéòå ïðèìåíåíèå ìåðîïðèÿòèé, ïîâûøàþùèõ íàäåæíîñòü êîðïóñà õè­ìè÷åñêîãî ðåàêòîðà, èçãîòîâëåííîãî èç æàðîñòîéêîé âûñîêîïðî÷íîé ìàëî­ïëàñòè÷íîé ñòàëè (5 áàëëîâ)

9.15.Ìîæåò ëè ñ÷èòàòüñÿ íàäåæíîé êîíñòðóêöèÿ, âèäèìàÿ äëèíà ñòàáèëüíîé òðåùèíû â êîòîðîé âî âðåìÿ î÷åðåäíîãî îñìîòðà îêàçàëàñü ðàâíîé 8 ìì? 15 ñì? 1,2 ì? (3 áàëëà)

5. Лабораторные работы (практикум)

5.1. Лабораторные работы в курсе «Основы расчетов на прочность в инженер­ной практике» не предусмотрены.

6. Практические занятия

6.1. Объем, содержание, характер и цель практических занятий.

Таблица 4 – Состав и объем практических занятий

№ заня- тия	№ раздела, темы	Наименование и краткое содержание практических занятий	Характер и цель занятий (*)	Кол-во часов
1	2	3	4	5
1	2	Использование силового подхода для оценки трещиностой­кости элементов конструкций. Выдача расчетного задания.		2
2	2	Определение характеристик трещиностойкости материала и конструкции по результатам испытаний на вязкость разру­шения. Проверка условий корректности испытаний.		3
3	2	Анализ закономерностей развития усталостной трещины. Оценка долговечности элементов конструкций на этапе живучести с помощью формулы Пэриса и ее модификаций.		2
4	3	Оценка трещиностойкости элементов конструкций с исполь­зованием R-кривой.		2
5	3	Использование деформационного подхода для оценки тре­щиностойкости элементов конструкций (определение крити­ческих значений нагрузки и величины дефекта).		2
6	3	Определение критического напряжения и запаса прочнос­ти при хрупком и квазихрупком разрушениях.		2
7	3	Оценка эффективности конструктивных, технологичес­ких и организационных мероприятий по обеспечению надеж­ности конструкций с трещинами		2
Итого:	15

* Примечание: В столбце «Характер и цель занятий» для всех позиций следует указать, что на каждом занятии рассматриваются примеры решения задач по конкретной теме и проводится контроль освоения методов их решения. Цель занятий – приобретение навыков решения задач по оценке трещиностойкости простейших элементов конструкций.

7. Семинарские занятия

7.1. Семинарские занятия в курсе «Прикладная механика» не предусмотрены.

8. Самостоятельная работа студентов (СРС)

8.1. Выполнение расчетного задания

Цели, задачи, характеристика

Расчетное задание на тему «Оценка прочности и долговечности элементов конструкций с трещинами» призвано углубить и закрепить полученные знания и практи­ческие навыки и пред­полагает активное и целенаправленное их использование при определении вязкости разруше­ния материала и дальнейшей оценке долговечности элемента конструкции при циклическом нагружении.

В ходе работы для заданного конструкционного материала по данным испытаний производится расчет вязкости разрушения и проверка корректности полученных результатов. В зависимости от вида напряженного состояния, реализующегося в заданном расчетной схемой элементе конструкции, выполняется прогноз предела трещиностойкости объекта и определяют­ся критические параметры дефекта при заданных уровнях асимметричной нагрузки. С исполь­зоваием формулы Пэриса и других, более адекватных, зависимостей производится анализ роста усталостной трещины и, наконец, подсчитывается долговечность объекта на этапе живучести.

Таблица 5 – Содержание и объем расчетного задания

Номер занятия	Наименование и содержание разделов курсового проекта	Объем (в листах) расчетной и графической частей	Кол-во часов на одного студента
1	Обработка результатов испытаний на вязкость разрушения. Проверка условий корректности испытаний. Определение вязкости разрушения материала.	4…5	3
2	Определение пределов реализации плос­ких напря­женного и деформированного состояний. Расчет предела трещиностой­кости элемента конструкции.	2…3	3
3	Определение параметров нагрузки задан­ной асимметрии и предельных размеров дефекта с учетом зоны пластического деформирования в его вершине.	1…2	2
4	Расчет кинетики роста усталостной тре­щины в объекте по формуле Пэриса, ее модификации и более адекват­ной зависи­мости для различных уровней нагрузки. Определение долговечности.	6…8	6
5	Анализ результатов расчетного исследо­вания.	2…3	2
8	Составление расчетно-пояснительной за­писки.		2
Итого:	15…21	18

9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

9.1. Рекомендуемая литература

9.1.1. Основная литература

1.  Основы механики разрушения.– М.: Высшая школа, 1980. – 368 с.

2.  Введение в механику разрушения.– М.: Мир, 1988.– 364 с.

3. , Морозов разрушения твердых тел: Курс лекций. – СПб. : Профессия, 2002. – 300 с.

4. Махутов  элементов конструкций хрупкому разрушению. – М.: Машиностроение, 1973. – 200 с.

9.1.2. Дополнительная литература

5. Махутов критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. – М.: Машиностроение, 1981. – 272 с

6.  Вычислительная механика разрушения. – М.: Мир, 1986. – 334 с.

7. ГОСТ . Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении.

8. Методические указания и задания к курсовой работе по конструкционной проч­ности /Составители: , .– Челябинск: ЧПИ, 1989.– 23 с.

9. Стандарт предприятия: Курсовое и дипломное проетирование. Общие требова­ния к оформлению. СТП ЮУрГУ 04-2001/Составители: , , – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. – 48 с.

9.2. Средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (перечень обучающих, контролирующих, расчетных компьютерных программ, компьютерных тренажеров, муль­тимедийных лекций, видеолекций, диафильмов, кино - и телефильмов, диапозитивов, иллю­страционных материалов)

9.2.1. Теоретический курс

Текущий контроль усвоения материала производится в ходе тестов, включающих теоретические вопросы (см. п. 4.2) и задачи на соответствующую тему (разработ­ка кафедры). Зачет проводится по билетам и набору задач, также разработанным на кафедре.

9.2.2. Расчетное задание

Расчетное задание обеспечивается методическим пособием [8], где приводится за­дание на выполнение расчетов и указания к выполнению работы.

9.2.3. Иллюстрационный материал, наглядные пособия и натурные объекты

1. Раздаточный материал (комплект 2 листа).

2. Натурные объекты (лопатки ГТД, примеры хрупкого, вязкого, усталостного разрушения элементов конструкций), образцы для испытаний на вязкость разрушения.

3. Образцы оформления расчетного задания.