Исследование керамических материалов с применением методов вероятностного анализа при разработке и производстве элементов летательных аппаратов

• Автор: Кирюшина, Валентина Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 227 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЛА

1.1. Основные керамические материалы и технологические процессы производства высоконагруженных элементов ЛА

1.2. Надежность и принципы оценки надежности невосстанавливаемых элементов Л А

1.3. Особенности прогнозирования эксплуатационного поведения керамических материалов в элементах ЛА

1.4. Выводы и рекомендации

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В ЭЛЕМЕНТАХ ЛА С ПОЗИЦИИ МОДЕЛЕЙ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ

2.1. Модель наислабейшего звена Вейбулла

2.1.1. Методы оценки параметров модели
2.1.2. Объем выборки для оценки параметров модели
2.2. Исследование масштабного фактора прочности керамических материалов
2.3. Исследование взаимосвязи между пределами прочности керамических материалов при разных схемах испытаний
2.4. Разработка методики оценки допустимого предела прочности керамических материалов в изделиях с заданными уровнями нагружения и надежности
2.5. Исследования в системе «структура - предел прочности» керами-
ческих материалов
2.5.1. Модель разрушения Вейбулла с распределением Коши наибольших критических дефектов
2.5.2. Модель разрушения Мак-Клинтока с экспоненциальным распределением наибольших критических дефектов
2.5.3. Модель Вейбулла с бимодальным распределением дефектов.
2.6. Контрольные испытания керамических элементов ЛА обол очечного типа избыточным внутренним давлением
2.7. Надежность керамических материалов при замедленном разрушении. Оценка параметров кинетики роста трещин и прогнозирование долговременной работоспособности материалов
2.8. Выводы и рекомендации
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕМЕНТОВ ЛА ИЗ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Технологическая надежность элементов ЛА из керамических материалов
3.1.1 Статистический анализ технологического процесса производства изделий из кварцевой керамики
3.1.2 Статистический анализ технологического процесса производства изделий из стеклокерамики
3.2. Оценка качества технологических процессов производства
3.3. Выводы и рекомендации
ГЛАВА 4. ВЕРОЯТНОСТНЫЙ ПОДХОД К РАЗРАБОТКЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЛА ИЗ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
4.1 Анализ и моделирование неопределенностей при разработке элементов ЛА
4.2 Расчет напряженного-деформированного состояния составных

оболочечных конструкций элементов ЛА
4.3 Оценка прочностной надежности элементов ЛА из керамических материалов с учетом изменчивости свойств конструкционных материалов и условий нагружения на основе метода Монте-Карло
4.4 Выбор оптимальных параметров элементов ЛА по критерию прочностной надежности
4.5 Анализ чувствительности индекса безопасности к изменчивости свойств конструкционных материалов и условий нагружения
4.6 Основные этапы вероятностного подхода к оценке свойств материалов и разработке элементов ЛА
4.7 Выводы и рекомендации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

где У0 - единичный объем (например, объем стандартного образца); ос - константа, связанная с сп как сп- у
Ло<тсм
В случае неоднородного напряженного состояния вероятность разрушения объема V может быть определена через микрообъемы АУц, достаточно малые для того, чтобы напряженное состояние в каждом из них можно было считать почти однородным
с - — т I Г 1 {_ _ т
(2.7)
Г т -7Г I Г т
Р(а) = 1 - ехр 0 ь 1 -ье ь = 1 - ехр 0 Ь 1 ь (IV
у0 к ® с ) 0 °->ст0 V ас
Уравнения (2.6) и (2.7), называемые распределениями Вейбулла, позволяют оценить вероятность разрушения тела при напряжении равном или меньшем а с учетом величины объема и степени неравномерности напряжений в теле. Этим они отличаются от стандартизированного распределения Вейбулла [58], используемого в прикладной статистике, и в самом общем виде записываются как
(2.8)
Р{а) = 1 - ехр -Ш ' о(х,у,г)-о$' т (1хс1ус1г
О
Здесь а(х, у, г) - значение максимального напряжения как функция координат; О - область тела, в которой а > о0; о0 - параметр положения, представляющий собой нижнюю границу предела прочности; ас - параметр масштаба (напряжение, при котором вероятность разрушения равна 63,2%); т - параметр формы (модуль Вейбулла).
Оценки среднего значения и стандартного отклонения предела прочности изделия объемом V, описываемого трехпараметрическим распределением Вейбулла (2.6), имеют следующий вид [58]
ЛI / т
Г( I + 1/ т),
(2.9)

С = Оо + стс| -
1 /от
л1г(1 + 2/т)-Г2(1 + 1/т),