60.Теория суммирования усталостной повреждаемости при случайном нагружении.

И нтервал времени безопасной работы конструкции с точки зрения прочности называется ресурсом конструкции. Для определения ресурса широко используется теория линейного суммирования повреждений накапливаемых в конструкции от приложенных к ней переменных нагрузок в процессе эксплуатации. С энергетической точки зрения эту гипотезу можно истолковать сле­дующим образом. Так как все реальные материалы не обладают совершенной упругостью, то за каждое нагружение и разгрузку появляются петли гистерезиса, характеризующие собой потери (рассеяние) энергии или работоспо­собности материала испытуемого образца. С другой стороны имеется площадь диа­граммы однократного растяжения образца, характеризующая собой полный запас работоспособности. Исходя из наличий петель гистерезиса, и площади на диаграмме растяжения можно сказать, что когда сумма всех петель гистерезиса от всех напряжений в процессе эксплуатации будет равна пло­щади на диаграмме , то конструкция или деталь сломается.

На этом осно­вании можно написать: . Или в компактной форме

З десь - 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.

Приведенную формулу можно прочесть следующим образом: все реальные материалы не являются вполне упругими и за каждое нагружение и разгрузку часть работы внешних сил расходуется па совершение необратимые изменений в структуре материала, в результате чего идет накопление повреждений. Каждое слагаемое в этой формуле характеризует долю накопляемых повреждений, и когда сумма этих повреждений будет равна единицы конструкция сломается

61.Выбор критериев оптимизации при проектировании частей самолета.

Главной задачей проектирования отдель­ных частей самолета: крыла, фюзеляжа, оперения, силовой установки, систем управления и шасси является обеспече­ние оптимальности данной части самолета. Однако из теории проектирования сложных систем известно, что система, состоящая из локально оптимальных частей, в общем случае не является оптимальной. Из этого не следует, что опти­мизация по частям не имеет смысла. Во-первых, оптимизация по частям совпадает с оптимизацией системы в целом, если параметры отдельных частей независимы. Во-вторых, в ряде случаев оптимизация в целом невозможна или затруднена из-за сложности или неопределенности ее математической модели и тогда при­ходится оптимизировать систему по частям, надеясь, что результат будет не­далек от оптимального. В-третьих, оптимизация по частям имеет смысл в том случае, если критерий оптимизации либо является единым для ча­стей системы и для системы в целом, либо является частью общего критерия оптимизации, хорошо реагирующей на изменение независимых параметров данной части самолета.

Например, единым критерием оптимизации для самолета в целом может быть получение наименьшей массы самолета при взлете. Для отдельной части самолета, например крыла, может быть либо этот же критерий оптимизации, либо более совершенный критерий , имеющий следующую структуру:

,

где — масса крыла; — аэродинамическое качество крыла; — площадь крыла; — масса топлива, размещаемого в крыле. Коэффициенты , , и являются индивидуальными для каждого проектируемого самолета, отражая тактико-технические требования к самолету (дальность полета, крейсерскую скорость и скорость захода на посадку, величину полезной нагрузки и снаря­жения и т. п.).

Такой критерий, для оценки оптимальности отдельно взятой части самолета, имея простой вид, может дать возможность оптимизировать части самолета без обращения к математической модели самолета в целом и принять более сложную математическую модель данной части, позволяющую оптимизировать ее «вну­треннюю структуру», с учетом необходимого при этом изменения параметров, определяющих ее внешние формы. Составляющие части критерия показывают рациональное направление дальнейшей работы по совершенствованию данной части самолета и позволяют оценить влияние связей между отдельными частями самолета, отбрасывая несущественные