RU1827572C

RU1827572C - Method of estimation of structure damage in random operation loading

Info

Publication number: RU1827572C
Application number: SU914910695A
Authority: RU
Inventors: Гурам Викторович Сулаквелидзе
Original assignee: Военная академия им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1991-01-14
Filing date: 1991-01-14
Publication date: 1993-07-15

Abstract

Изобретение относитс к механическим испытани м, к способам усталостных испытаний при случайном нагружении. Цель: повышение достоверности испытаний конструкций из полимерных композиционных материалов за счет обеспечени моделировани процесса саморазогрева материала . Модель конструкции нагружают эквивалентной эксплуатационной гармонической нагрузкой и нагружают статически в перпендикул рном направлении, Изменением статической нагрузки обеспечивают совпадение закона изменени температуры с эквивалентным изменением . 3 ил.The invention relates to mechanical tests, to methods of fatigue tests under accidental loading. Objective: to increase the reliability of testing structures made of polymer composite materials by providing a simulation of the process of self-heating of the material. The structural model is loaded with the equivalent operational harmonic load and statically loaded in the perpendicular direction. By changing the static load, the law of temperature change coincides with the equivalent change. 3 ill.

Description

Изобретение относитс к механическим испытани м, к способам усталостных испытаний при случайном нагружении,The invention relates to mechanical tests, to methods of fatigue tests under accidental loading,

Целью изобретени вл етс повышение достоверности испытаний конструкции из полимерных композиционных материалов за счет обеспечени моделировани процесса саморазогрева материала.The aim of the invention is to increase the reliability of tests of structures made of polymer composite materials by providing simulations of the process of self-heating of the material.

На фиг. 1 показана схема устройства дл реализации способа; на фиг. 2 - предельна плоска диаграмма напр жений; на фиг. 3 - пример изменени статической нагрузки F с изменением температуры Т.In FIG. 1 shows a diagram of an apparatus for implementing the method; in FIG. 2 - ultimate flat stress diagram; in FIG. 3 is an example of a change in the static load F with a change in temperature T.

Устройство дл реализации способа содержит нагружатель пульсирующим давлением Р (не показан) трубчатой модели 1 с датчиком 2 давлени , нагружатель 3 статической осевой нагрузкой F с датчиком обрат- ной св зи (не показан) программный элемент 4, управл ющий блок 5, св занный с элементом 4. датчиком 2 и датчиком 6The device for implementing the method comprises a pulsating pressure loader P (not shown) of a tubular model 1 with a pressure sensor 2, a static axial load loader 3 F with a feedback sensor (not shown), a program element 4, a control unit 5, associated with element 4. sensor 2 and sensor 6

температуры, и св занные с блоком 5 и на- гружателем 3 с датчиком обратной св зи управл ющие органы 7.temperature, and control elements 7 associated with the block 5 and the loader 3 with the feedback sensor.

Способ реализуетс следующим образом .The method is implemented as follows.

Определ ют в процессе эксплуатационного нагружени конструкции характеристики нагрузки, по которым задают эквивалентный уровень пульсирующего давлени , и зависимость от времени температуры , которую закладывают в программный элемент 4. В процессе циклического нагружени управл ющий блок 5, которым может быть управл юща ЭВМ, сравнивает текущее значение температуры с программным и, с учетом уровн и частоты пульсирующего давлени измен ет уровень статической нагрузки. Дл обеспечени данного процесса предварительно провод т соответствующие тарировочные испытани и полученные зависимостиDuring the operational loading of the structure, the load characteristics are determined, according to which the equivalent level of pulsating pressure is set, and the time dependence of the temperature, which is laid in program element 4. During cyclic loading, the control unit 5, which can be a control computer, compares the current value temperature with software and, taking into account the level and frequency of the pulsating pressure, changes the level of static load. To ensure this process, preliminary calibration tests and the obtained dependences are preliminarily performed.

0000

ю VIwu vi

33

NDNd

температуры от пульсирующего давлени и статической нагрузки закладывают в программное обеспечение управл ющего блока 5. Таким образом обеспечиваетс моделирование не только напр женного состо ни , но и температурного режима, что повышает достоверность полученных характеристик , например, зависимости от наработки остаточной несущей способности образцов. Дл этого нагружают одинаковой нагрузкой партию образцов и разрушают их внутренним давлением по мере достижени заданных чисел циклов наработки.temperatures from the pulsating pressure and static load are laid down in the control unit 5 software. In this way, not only the stress state is simulated, but also the temperature mode, which increases the reliability of the obtained characteristics, for example, depending on the operating time of the residual bearing capacity of the samples. To do this, load a batch of samples with the same load and destroy them with internal pressure as they reach the specified number of operating cycles.

Сущность за вленного способа состоит в следующем.The essence of the claimed method consists in the following.

Пусть от- уровень циклического раст гивающего окружного напр жени , a 7i- осевое напр жение, крива 8 - предельна крива , соответствующа разрушению трубчатой модели. При посто нном уровне обточки 9-11) соответствующие предельные значени на кривой 8 (точки 12-14) определ ют различный уровень запаса прочности при простом нагружении, соответствующем данному виду напр женного состо ни . В результате этого при сохранении уровн напр женного состо ни в цикле моделируетс температурный режим сэморазогревэ, в результате чего повышаетс достоверность способа.Let the level be the cyclic tensile circumferential stress, let 7 be the axial stress, curve 8 be the limit curve corresponding to the destruction of the tubular model. With a constant turning level of 9-11), the corresponding limit values on curve 8 (points 12-14) determine the different level of margin of safety under simple loading corresponding to this type of stress state. As a result, while maintaining the level of the stress state in the cycle, the temperature regime of self-heating is simulated, as a result of which the reliability of the method is increased.

Пример. Определ лс ресурс стекло- пластикового контейнера диаметром 2 м при действии пульсирующего давлени , среднее значение 1,1 предела выносливости при среднеквадратичном отклонении; 0,2 предела выносливости. Пересчитанный согласно прототипу эквивалентный гармонический уровень примерно 1,2 предел выносливости . Испытанию подвергались трубчатые модели диаметром 240 мм. Разог рев модели (ППН ЭДТ ) без управлени статической нагрузкой составил 18 К, в тоExample. The resource of a glass-plastic container with a diameter of 2 m was determined under the action of a pulsating pressure, an average value of 1.1 endurance limit at standard deviation; 0.2 endurance limit. Converted according to the prototype equivalent harmonic level of approximately 1.2 endurance limit. Tubular models with a diameter of 240 mm were tested. The acceleration of the model (PPN EDT) without control of the static load was 18 K, while

00

55

00

55

00

55

врем , как при испытании контейнера зафиксирован уровень разогрева 28 К, что было скомпенсировано сжимающим осевым напр жением 0,15 предела выносливости. В результате получены следующие результаты . Предельное число циклов, согласно предложенному способу, составило около 31 тыс. циклов, а согласно прототипу 39,5 тыс. циклов. Натурные испытани позволили оценить достоверность полученных результатов - предельное число циклов составило 32,5 тыс. циклов, т.е. погрешность согласно предложенному способу снизилась при определении в 5 раз.the time when during the test of the container the heating level of 28 K was fixed, which was compensated by the compressive axial stress of 0.15 fatigue limit. As a result, the following results were obtained. The limit number of cycles, according to the proposed method, was about 31 thousand cycles, and according to the prototype 39.5 thousand cycles. Field tests made it possible to assess the reliability of the results obtained - the maximum number of cycles was 32.5 thousand cycles, i.e. the error according to the proposed method decreased by 5 times.

Таким образом, предложенный способ позволил повысить достоверность результата .Thus, the proposed method has improved the reliability of the result.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A method for assessing structural damage under random operational loading, which comprises determining the operational load characteristics of the structure, loading the structural model with an equivalent harmonic load, and determining the accumulation of structural damage, from which structural damage is judged, characterized in that the purpose of increasing the reliability when testing structures made of polymer composites by taking into account the influence of self-heating of the structure when loading the structure and determining a temperature dependence of its self-heating time in loading pattern varied its temperature in said relationship by applying thereto a variable static load so that arise from it normal voltage perpendicular to maximum principal harmonic voltage from the load.

FIG. /

.