Сварные конструкции. Расчет и проектирование

НАДЕЖНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Детали машин являются составной частью машины. Основное современное требование к машине — надеж­ность ее работы при эксплуатации.

Надежность базируется на доброкачественном материа­ле, передовых технологических методах обработки, методах защиты изделия от коррозии, эрозии, на неразрушающсм контроле качества.

Эс}х|)ективны бислойные материалы: корпусные стали обыкновенного качества, плакированные аустеннтом; низко­легированные стали с введением в них мягких слоев, тормо­зящих развитие случайно образовавшихся трещин, в част­ности при плакировании взрывом. Целесообразен поверхно­стный наклеп, повышающий предел текучести, использо­вание квазислойных материалов, обладающих промежуточ­ными свойствами между монолитными и составными.

Большую роль играют в деталях машин композитные материаты, состоящие нз полимерной матрицы с укрепле­нием ее углеродистыми и стеклянными волокнами, или алюминиевые — с введением в нее металлических волокон. Композитные материалы приносят большую пользу в от­ношении борьбы с эффектом вибрации, а также в робототех­нике.

Повышение надежности машин достигается примене­нием методов оптимального проектирования на базе САПР при объединении средств автоматической обработки проект­ной информации на мини-ЭВМ, с задачами обобщения, ре­шаемых на макроЭВМ.

Создаются методы оценки опасности напряженных со­стояний на разных стадиях на основе акустической эмис­сии. Используются вероятностные методы расчета надеж­ности и долговечности.

Обеспечение повышения надежности и одновременно качества достигается тщательно проработанным проектиро­ванием, осуществляемым с помощью вычислительных ма­шин.

Задача решается составлением нескольких вариантов с учетом, как правило, нескольких параметров (критериев) качества.

Если количество критериев велико, то отыскание в про­ектировании оптимального решения для проектируемого объекта или даже детали не автоматизированными методами становится весьма затруднительным.

Решение задачи об оптимизации конструкции осложня­ется тем, что улучшение одних критериев вызывает ухудше­ние других. Например, улучшение критерия уменьшения массы конструкции почти всегда сопровождается ухудше­нием критерия повышения ее жесткости, и количество таких комбинаций, возможных сочетаний критериев, улуч­шающих и ухудшающих качество, растет интенсивно с уве­личением их числа.

Использование ЭВМ позволяет учитывать влияние боль­шого количества критериев на качество и надежность сог­ласно требованиям условий эксплуатации при наличии их возможных противоречий. ЭВМ открывает возможность нахождения главных параметров, обнаружить несущест­венное влияние других и, наконец, сформулировать интег­ральный обобщающий критерий, определяющий возмож­ный оптимум объекта.

Всегда следует иметь в виду, что машины высокой на­дежности должны удовлетворять требованиям экологии и охраны труда.

Повышение надежности машин осуществляется нередко комплексными методами на современных установках, соз­

данных, в частности, в Институте машиноведения АН СССР, позволяющие одновременно изучать структуры и механические свойства материалов в диапазоне от — 50 СС до высоких температур.

Особо следует всесторонне повышать надежность машин, работающих в условиях переменных, низко - и высокочастот­ных нагружений, а также при ударах, нередко являющих­ся источником первичных трещин.

В настоящее время правильное решение задачи надеж­ности подучается рациональным выбором материалов — сталей, цветных сплавов, неметаллических материалов, например пластмасс, непосредственно удовлетворяющих главным требованиям обеспечения надежной работы кон­струкции при непрерывном контроле качества в условиях эксплуатации.

Большое влияние на надежную работу в эксплуатации оказывает микрогсометрия поверхности материалов, в особенности при необходимости борьбы с износом. С этой целью следует иредуматривать операции повышения сопро­тивляемости ему путем анодирования, лазерного облуче­ния, напыления и т. д.