Прочность, ресурс и безопасность технических систем

Abstract

Рассматривается эволюция подходов к решению проблем динамики и прочности машин на основе определения статических и динамических номинальных и локальных напряжений от эксплуатационных нагрузок. Показано, как в качестве основополагающих критериальных параметров деформативности и прочности конструкционных материалов последовательно использовались характеристики прочности и пластичности материала, характеристики циклической прочности в области обычной и малоцикловой усталости, характеристики высокотемпературной длительной прочности и ползучести, а также характеристики линейной и нелинейной механики разрушения. Особое внимание уделено результатам исследований по безопасности машин и механике катастроф. При этом рассматриваются комплексные подходы к решению проблем прочности и безопасности потенциально опасных объектов (атомные электростанции, ракетно- космические комплексы, летательные аппараты, химические производства и др.) на основе анализа всех стадий их жизненного цикла, включая проектирование, изготовление, испытания и эксплуатацию.

Розглядається еволюція підходів до вирішення проблем динаміки і міцності машин на основі визначення статичних і динамічних номінальних та локальних напружень від експлуатаційних навантажень. Показано, як в якості обгрунтованих критерійних параметрів деформаційності та міцності конструкційних матеріалів послідовно використовувались характеристики міцності й пластичності матеріалу, характеристики циклічної міцності в області звичайної і малоциклової втоми, характеристики високотемпературної тривалої міцності та повзучесті, а також характеристики лінійної і нелінійної механіки руйнування. Особливу увагу приділено результатам досліджень безпеки машин і механіки руйнувань. При цьому розглядаються комплексні підходи до вирішення проблем міцності та безпеки потенційно небезпечних об’єктів (атомні електростанції, ракетно-космічні комплекси, літальні апарати, хімічні виробництва та ін.) на основі аналізу всіх стадій їх життєвого циклу, включаючи проектування, виготовлення, випробовування й експлуатацію.

We examine the evolution of the approaches to solution of problems of dynamics and strength of machines based on the determination of static and dynamic nominal and local stresses induced by operational loads. We show how the characteristics of strength and plasticity of a material, high-cycle and low-cycle fatigue resistance characteristics, characteristics of high-temperature long-term strength and creep, and characteristics of linear and nonlinear fracture mechanics are successively applied as basic criteria of deformability and strength of structural materials. Special attention is given to the results of investigations on engineering safety of machines and the mechanics of catastrophes. Here we consider comprehensive approaches to solving problems of strength and safety for objects of potential hazard (nuclear power stations, spacecraft complexes, aircraft, chemical manufactures, etc.), based on the analysis of all their life-cycle stages including stages of design and manufacture, testing and operation.