ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ РОСТА УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН ПРИ СЛУЧАЙНОМ ХАРАКТЕРЕ ИХ НАЧАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ

Аннотация

Особенностью расчетов надежности конструкций является ограниченная возможность определения достоверности результатов. В связи с этим возрастают требования к выбору моделей развития повреждений и критериев предельного состояния конструкций. Рассмотрены модели роста сквозных и поверхностных усталостных трещин в виде уравнения Пэриса и зависимости, описывающей три участка кинетической диаграммы разрушения. Проведено сравнение приближенных методов линеаризации функции прочности в окрестности точки математического ожидания и наиболее вероятной точки с методом прямого интегрирования плотностей распределения случайных параметров по области их допустимых значений. Показано, что использование моделей роста трещин, описывающих только средний участок кинетической диаграммы усталостного разрушения, может приводить к существенным ошибкам при оценке вероятности безотказной работы. Для поверхностных трещин принят двухкритериальный подход к описанию диаграммы разрушения согласно BS 7910. Этот подход в отличие от критерия Ирвина позволяет исключить завышенные оценки критических размеров поверхностных дефектов при их переходе к сквозным трещинам в случае невыполнения условий хрупкого разрушения. Для фиксированного числа циклов нагружения показана возможность построения границы области допустимых значений начальных размеров поверхностных дефектов на основе априорного определения траектории фронта трещины. Дифференциальная связь между глубиной и протяженностью трещины определяется отношением скоростей ее роста по соответствующим направлениям. Выполнен учет наблюдаемой положительной корреляции параметров начальных размеров поверхностных дефектов. Показано, что положительная корреляция приводит к снижению оценки вероятности безотказной работы конструкции по критерию образования течи.