Оценка остаточного ресурса эксплуатируемых стальных конструкций

• Автор: Майстренко, Игорь Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 232 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К ОЦЕНКЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РЕСУРСНЫХ ПАРАМЕТРОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
2. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАПАСОВ ПРОЧНОСТИ, УСТОЙЧИВОСТИ И ЖЕСТКОСТИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ОБСЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Статистический анализ запасов прочности стальных коробчатых балок

2.2. Статистический анализ запасов местной устойчивости стальных коробчатых балок.

2.3. Статистический анализ запасов жесткости стальных коробчатых балок

2.4. Выводы по главе 2.

3. ЧИСЛЕННОЕ СРАВНЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИИ.

3.1. Оценка надежности конструкции без учета коррозионного износа

3.2. Оценка надежности конструкции с учетом коррозионного износа

3.3. Выводы по главе 3.
4. ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1. Разработка методики оценки остаточного ресурса эксплуатируемой стальной конструкции, основанной на статистическом моделировании и регрессионном анализе
4.2. Практическое применение методики оценки остаточного ресурса эксплуатируемой стальной конструкции.
4.3. Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ В ЦЕЛОМ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Тензодатчики, используемые при испытаниях, монтировали на наиболее нагруженные элементы металлоконструкции. Разработке вероятностной модели оценки надежности элементов металлических конструкций, имеющих коррозионные повреждения, посвящена работа [ ]. При ее создании решались две основные задачи: определение надежности элементов металлоконструкций с замеренной глубиной коррозии в целях дальнейшего использования конструкции; оценка изменения надежности конструкции при дальнейшей эксплуатации для определения наработки на отказ. При решении первой задачи получена аналитическая зависимость между вероятностью безотказной работы металлоконструкций и глубиной коррозионного повреждения, позволяющая оценить глубину коррозионного повреждения, соответствующую заданному значению вероятности. При решении второй задачи получена аналитическая зависимость между вероятностью безотказной работы и наработкой, позволяющая с заранее заданной вероятностью прогнозировать время безотказной работы конструкции. В работе [ ] предложен новый методологический подход к оценке состояния металла и его работоспособности на основе акустического метода. Последний позволяет описывать закономерности изменения акустических характеристик в зависимости от структурного состояния, физико-механических свойств и накопленной микроповрежденности длительно работающего металла технических устройств. ПАВ) в момент диагностирования 1Уг к времени задержки у металла, исчерпавшего свой ресурс (при наличии микротрещин) 1У( с учетом времени задержки ПАВ в металле с исходным состоянием структуры 1У0; у = 1,0ч-1,1 - коэффициент, учитывающий материал контролируемого элемента. В результате анализа проведенных экспериментов установлено, что при Кі > 0,7 -г 0,9 металл находится в состоянии лавинной ползучести и достигает предельного состояния. Г-среднестатистическое время эксплуатации элемента из определенного металла до его разрушения, ч; ср= 1,0 ч-1,2 - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации. Итак, приведенные выше подходы свидетельствуют о сложности и многогранности технических и методологических аспектов поставленной задачи. Для наглядности классификация подходов к оценке индивидуальных ресурсных параметров строительных конструкций показана в виде блок-схемы на рис. Систематизация и анализ наиболее распространенных методов решения задачи оценки индивидуальных ресурсных параметров строительных конструкций выполнялись с учетом направлений исследования, подходов к обработке исходной информации, мощности оценочных показателей и оценок самих показателей. Наиболее распространенными являются экспериментальные и комбинированные методы оценки ресурса (около % работ). Мощность оценочных показателей более половины подходов сводится к рассмотрению только предельного состояния по сопротивлению усталостному разрушению. До % методов оценивают ресурс безразмерными параметрами, не выраженными в единицах времени. В настоящей работе предлагается оценку остаточного ресурса эксплуатируемых стальных конструкций выполнять с использованием методики, основанной на статистическом моделировании случайных процессов комбинации «нагрузка-прочность», во взаимосвязи с регрессионными моделями для прогнозирования износа конструктивных элементов. Каждая из действующих на конструктивный элемент нагрузок рассматривается отдельно как случайный процесс, зависящий от установленного числа нагружения N. Оценка износа конструкции выполняется отдельно для каждого элемента расчетного сечения в виде векторных процессов накопления повреждений Ут и вектора времени учета повреждений Ут. Элементами векторов Ут и УТ являются интервальные оценки геометрических размеров конструктивного элемента, характеризующие систему наблюдений за объектом в отдельных точках времени. Износ конструкции рассматривается как случайный процесс, зависящий от выборочных данных векторов Ут9 УТ и набора внешних случайных факторов Z. Описание процесса износа во времени выполняется по регрессионным моделям. В качестве меры сравнения регрессионных моделей используется коэффициент детерминации.