59.Методика оценки долговечности при случайном нагружении.

А грегаты самолета и конструкций в процессе эксплуатации, как правило, под­вергаются сложным режимам нагружения, когда последовательность зна­чений амплитуд и средних напряжений цикла изменяется случайным об­разом. Такое нагружение называется случайным нагружением. При случайном нагружении суммарное число циклов до разрушения зависит от характера нагружения, т. е, от максимальных значений напряже­ний, доли максимальных напряжений в суммарном числе циклов нагруже­ния, среднего напряжения цикла, час­тоты нагружения, последовательности высоких и низких напряжений и дру­гих факторов. Это вызвало необходимость разработки методов испытания выносливости материалов и агрегатов самолетов в лабораторных условиях с воспроизведением основных особен­ностей случайного нагружения и создания расчетных методов, позволяю­щих по результатам испытаний при регулярном нагружении оценивать проч­ность при случайном нагружении.

Реализация случайного про­цесса:

1- абсолютный максимум; 2 - абсолют­ный минимум; 3 - положительный максимум: 4 - отрицательный максимум; 5 - положительный минимум; 6 -отрицатель­ный минимум; 7 - восходящее пересе­чение нуля; 8 - нисходящее пересечение нуля; 9- средняя нагрузка случайного нагружения.

Количественными показателями долговечности самолета и его агрегатов являются значения ре­сурсов и сроков служб.

Для определения ресурса используется теория линейного суммирования повреждений накапливаемых в конструкции от приложенных к ней переменных нагрузок в процессе эксплуатации, согласно которой: . Или в компактной форме .Здесь - число циклов нагружения при напряжении до разрушения; — число циклов нагружения при напряжении , причем .

Для определения необходимо иметь диаграммы выносливости (кривая Велера). Такие кривые можно построить путем испытаний образцов, а не конструкций, так как последние испытываются в ограниченном количестве.

Как показывает экспериментальная проверка этой формулы в правой части не единица, а дробь близкая к 0.5. Тогда: .Для того чтобы получить формулу для расчета ресурса запишем полученную формулу в виде: , где - число нагружений в единицу времени i-й нагрузкой; - число нагружений i-й нагрузкой в течении времени . Из этого выражения получаем: .Для того чтобы воспользоватся этой формулой для определения ресурса, надо иметь кроме кривых Велера еще кривые повторяемости нагрузок для рассматриваемого элемента конструкции в условиях типового полета.Полученый ресурс при этом будет начальным который потом уточняют по условиям эксплуатации и проведения натурных испытаний.

Начальный ресурс можна установить, если исходить из результатов лабораторных испытаний натурных образцов конструкции.Проведя такие испытания и полуцив минимальное значение числа циклов до разрушения , можно будет определить безопастное число циклов нагружения в эксплуатации: , где — коэффициент запаса долговечности. Значение коэффициента запаса долговечности равно произведе­нию: , где =1…2- учитывает точность воспроизведения спектра нагрузок при испытаниях; =1.1…1.2- учитывает доступность для осмотра зоны обра­зования трещины; -учитывает достоверность данных об эксплу­атационных нагрузках; =3…5- учитывает разброс значений долговеч­ности идентичных образцов и зависит от их количества.

Тогда ресурс конструкции в часах будет равен: , где - частота циклов нагрузки в минуту.