Критерии прочности для зон концентрации напряжений и их приложения для оценки долговечности и ресурса элементов конструкций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.04, кандидат технических наук Рудис, Александр Маркович

• Рудис, Александр Маркович
• кандидат технических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рудис, Александр Маркович

Введение

ГЛАВА 1. Проблемы прочности, долговечности и ресурса

1.1. Постановка задачи оценки прочности, долговечности и ресурса

1.2. Свойства конструкционных материалов при повышенной температуре. Методы и средства их определения

1.3. Особенности напряженно-деформированного состояния дисков турбин и методы их расчета

1.4. Методы исследования концентрации напряжений

ГЛАВА 2. Напряженно-деформированное состояние в зоне концентрации напряжений

2.1. Аппроксимация диаграмм деформирования

2.2. Упругопластические деформации на контуре концентратора напряжений

2.3. Распределение упругопластических напряжений и деформаций в окрестности концентратора

2.3.1. Плоская деформация

2.3.2. Плоское напряженное состояние

2.4. Коэффициенты запаса прочности при плоской деформации

ГЛАВА 3. Длительное статическое и циклическое нагружение, оценка долговечности и ресурса элементов конструкций

3.1. Длительная прочность

3.2. Циклическое нагружение

ГЛАВА 4. Численное моделирование радиальной турбины и оценка ее долговечности и ресурса

4.1. Основы метода конечных элементов

4.2. Программы конечно-элементного анализа

4.3. Пример расчета радиальной турбины 106 Основные выводы и результаты работы 116 Литература 119 Приложение А.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Критерии прочности для зон концентрации напряжений и их приложения для оценки долговечности и ресурса элементов конструкций»

Одной из актуальных проблем современного машиностроения является проблема повышения долговечности и ресурса создаваемых машин и конструкций и продление ресурса по техническому состоянию уже эксплуатируемых машин. Непрерывное увеличение мощностей, скоростей, давлений, температур и других рабочих параметров машин и конструкций при одновременном снижении материало- и энергоемкости приводит к тому, что наблюдается существенный рост нагруженности конструкций и их отдельных элементов. Такой высокий уровень нагруженности зачастую приводит как к параметрическим отказам, так и к полной потере работоспособности элементов машин и конструкций. Для обеспечения работоспособности и безопасности необходимо еще на стадии проектирования привлекать к обоснованию технических решений современные методы инженерного анализа. Здесь имеются в виду не только практические приложения теоретических разработок, но и использование их в современных программных комплексах, ориентированных на применение мощных персональных компьютеров и рабочих станций.

Определение геометрических форм и размеров элементов конструкций, выбор конструкционных материалов при проектировании должны основываться на знании предельных состояний и критериев прочности для заданного характера изменения всех типов нагрузок (силы, температуры, влияние окружающей и рабочей среды и других факторов) в течение всего жизненного цикла изделия. Однако, для элементов машин и конструкций, работающих в экстремальных условиях нагружения, в зонах концентрации, в зонах действия высоких температурных и остаточных напряжений, в окрестности трещин и других дефектов, при влиянии агрессивных рабочих сред традиционно применяемые в инженерной практике расчеты прочности, основанные на определении номинальных и местных напряжений согласно классическим подходам сопротивления материалов, оказываются недостаточными и в целом ряде случаев неправомерными. Именно в указанных зонах, как показывает опыт отработки и эксплуатации машин, образуются трещины, которые со временем приводят к разрушению. Поэтому в этих случаях запасы прочности и долговечности устанавливают, как правило, на основе деформационных и силовых критериев разрушения, то есть по предельным нагрузкам, местным упругопластическим напряжениям и деформациям, коэффициентам интен-сивностей напряжений и деформаций. Последние используются при оценке живучести элемента конструкции с дефектом типа трещины в рамках механики разрушения. Отсюда следует необходимость решения одной из главных задач - определение условий для зон концентрации напряжений, при которых возможно образование трещин в этих зонах и последующее разрушение элементов конструкций. Иными словами, должны быть установлены критерии, в соответствии с которыми образование трещин возможно. Определенное преимущество расчетов прочности, долговечности и ресурса по деформационным и силовым критериям разрушения состоит в том, что в критериальные зависимости для определения предельных состояний входит весь комплекс основных характеристик конструкционных материалов, определяемых при механических испытаниях, - прочность, текучесть, пластичность, характеристики упрочнения в неупругой области и другие. Это позволяет осуществить как качественную, так и количественную оценку эффективности применения конструкционных материалов с различными свойствами для высоконагруженных элементов машин и конструкций.

Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью обеспечения безопасной и безаварийной работы машин и конструкций в течение всего срока их эксплуатации, и как следствие этого, необходимостью в достаточно простых и доступных методах оценки долговечности и ресурса элементов конструкций при проектировании.

Целью диссертационной работы является получение критериев прочности для оценки предельных состояний в зонах концентрации напряжений и прогнозирования долговечности и ресурса высоконагруженных элементов машин и конструкций. Основой для получения указанных соотношений являются характеристики конструкционных материалов при длительном статическом нагружении, малоцикловом нагружении, законы суммирования повреждений, зависимости для напряжений и деформаций в упругопластиче-ской области.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать существующие методы прогноза механических свойств конструкционных материалов при различных видах нагружения и дать оценку их применимости для расчета турбин, как наиболее нагруженных элементов энергетических установок, определяющих их ресурс и долговечность.

2. Провести анализ различных типов аппроксимации диаграмм упругопластического деформирования и возможности их использования для жаропрочных сплавов, применяемых в турбомашинах.

3. Получить распределение упругопластических напряжений и деформаций в окрестности концентратора напряжений, имеющего форму выреза с круговым основанием, для случаев плоской деформации и плоского напряженного состояния при условии текучести Треска и Мизеса. В качестве аппроксимации диаграммы деформирования использовать модель тела со степенным упрочнением, так как она достаточно удовлетворительно описывает поведение высокопрочных никелевых сплавов.

4. Определить критерии предельных состояний с учетом времени т и числа циклов нагружения N. Построить диаграммы предельных состояний для некоторых жаропрочных сплавов, применяемых в турбомашинах, и определить степень их достоверности и эффективности в различных диапазонах температур, времени и числа циклов нагружения.

5. Провести численный эксперимент, а именно построить расчетную модель колеса турбины, получить качественные и количественные оценки напряженно-деформированного состояния, долговечности и ресурса с использованием предлагаемых методов.

При решении поставленных задач использовались методы и средства теории упругопластического деформирования, теории длительной прочности и ползучести, а также малоцикловой усталости. Для определения напряженно-деформированного состояния в численном эксперименте использовался универсальный программный комплекс МЗС^БиаШаБ^ап, реализующий метод конечных элементов, являющийся на сегодняшний день одним из основных средств для решения подобного класса задач.

В диссертационной работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Аналитическое решение задачи о распределении упругопластиче-ских напряжений и деформаций в окрестности концентратора напряжений, имеющего форму выреза с круговым основанием, для случаев плоской деформации и плоского напряженного состояния при условиях текучести Треска и Мизеса.

2. Полученные решения позволили количественно обосновать известный экспериментальный факт о том, что в зонах концентрации напряжений образование трещин происходит в подповерхностном слое материала, а не на поверхности концентратора.

3. Установлены соотношения, связывающие между собой коэффициенты запасов прочности по номинальным и местным напряжениям и деформациям, а также по долговечности, дополняющие изложенный в некоторых нормативных документах опыт по выбору коэффициентов запаса.

4. Использование закона суммирования повреждений дает возможность построить систему соотношений, позволяющую установить долговечность и ресурс конструкции с учетом длительной прочности и малоцикловой усталости материала.

5. Полученные соотношения и алгоритмы легли в основу программы для оценки ресурса и долговечности конструкций, которая может использоваться как самостоятельное приложение к конечноэлементным программным комплексам и находится сейчас в процессе разработки.

В результате проведенного исследования получены решения, позволяющие осуществить не только предварительный выбор конструкционных материалов, геометрических размеров и конструктивных форм рассматриваемых элементов под действием заданных нагрузок, но и установить предельные состояния для зон концентрации напряжений и соответствующие коэффициенты запасов прочности по напряжениям и деформациям. При циклическом нагружении элементов конструкций на основании законов суммирования повреждений устанавливаются долговечность и ресурс конструкции. При этом учитываются особенности нагружения (число циклов и время цикла) и характеристики материалов (длительная прочность и малоцикловая усталость). Подобный анализ дает возможность более точно определять периодичность, методы и средства дефектоскопического контроля и других видов экспериментальной отработки для анализа фактической эксплуатационной нагруженности и анализа остаточной прочности и долговечности после выполнения заданных эксплуатационных режимов.

Первая глава содержит обзор научной литературы и публикаций, посвященный проблемам прогнозирования ресурса и долговечности при повторно-статическом и циклическом нагружениях. Анализ литературных данных проводился по вопросам, связанным с влиянием факторов сложного нагружения на определение напряженно-деформированного состояния и обоснование ресурса и долговечности элементов машин. Приводятся известные отечественные и зарубежные методы оценки и критерии предельных состояний при длительном статическом и циклическом нагружениях, их теоретическое обоснование, а также оценка возможности практического использования в инженерной практике. Приведены примеры расчетных параметрических критериев длительной прочности Ларсона-Миллера и Мэнсона-Хэфферда, проанализирована область их применения для конструкционных материалов в различных диапазонах напряжений и температур. Рассмотрены теоретические и экспериментальные основы метода обобщенных диаграмм для интерполяции свойств длительной прочности материалов по температуре. Приводится общая постановка задачи теоретической и экспериментальной оценки прочности, долговечности и ресурса при повторно-статическом и циклическом нагружениях, методы и средства ее решения. В качестве примера высо-конагруженных элементов конструкций, определяющих долговечность и ресурс, рассматриваются методы и средства оценки напряженно-деформированного состояния турбинных дисков. Приведены как известные точные аналитические решения, так и приближенные методы, позволяющие сделать оценку напряженно-деформированных состояний в дисках сложной формы. Проанализированы методы и средства исследования концентрации напряжений в конструкциях, основанные как на фундаментальных теоретических работах, так и на использовании экспериментальных и численных методов. Отмечено, что с развитием программного обеспечения, реализующего численные методы определения напряженно-деформированного состояния в конструкциях, акценты в экспериментальной отработке смещаются в сторону разработки методов эквивалентных испытаний и создания соответствующего стендового оборудования.

Наиболее полно эти вопросы отражены в работах ЦИАМ (Биргер И.А., Сизова Р.Н., Демьянушко И.В. и др.), ЦНИИТМАШ, ИМАШ РАН (Махутов H.A., Гусенков А.П., Когаев В.П., Серенсен C.B. и др.), ИНН АН Украины (Писаренко Г.С., Ковпак В.И., Сдобырев В.П., Лебедев A.A. и др.) и других научных и производственных учреждений. В зарубежных источниках больше внимания уделено анализу экспериментальных и численных методов, положенных в основу создания современных программных комплексов (Зенкевич, МакНил, Батэ, Петерсон, Нейбер и др.). Накопленный опыт отражается в отраслевых нормативных документах в нашей стране и в разработке стандартов ISO 9000 за рубежом.

Вторая глава посвящена аналитическому решению краевой задачи о распределении упругопластических напряжений и деформаций в окрестности концентратора напряжений, имеющего форму выреза с круговым основанием. Рассматривались случаи плоской деформации и плоского напряженного состояния при условиях текучести Треска и Мизеса для модели тела со степенным упрочнением. Эта модель достаточно точно отражает диаграммы деформирования жаропрочных сплавов на никелевой основе, применяемых для изготовления турбин энергетических установок. Для установления этого факта был проведен сравнительный анализ нескольких типов аппроксимации диаграмм деформирования. На основании этих решений получены силовые и деформационные критерии прочности, дан их сравнительный анализ и установлена мера применимости того или иного критерия для зон концентрации напряжений.

Следует отметить, что полученные в этой главе результаты по плоской деформации используются для таких элементов турбин как ступица, зоны сопряжения лопаток с дисками и др. Плоское напряженное состояние применимо к областям разгрузочных отверстий в дисках.

Третья глава посвящена рассмотрению вопросов длительной статической и циклической прочности материалов и их приложению к оценке долговечности и ресурса турбомашин.

На основании степенного закона исчерпания свойств длительной прочности получены зависимости для определения времени до разрушения конструкции в соответствии с принятым законом суммирования повреждений. В работе использован один из вариантов нелинейного закона суммирования повреждений в «деформационной» форме. Кроме того, получены зависимои сти для определения повреждаемости при повторно-статическом нагруже-нии, характеризуемом циклическим накоплением времени до разрушения.

Составляющая закона накопления повреждений, характеризующая повреждаемость от циклического нагружения, находится из предположения о том, что в зоне концентратора реализуется жесткий цикл нагружения.

Таким образом, зная поле напряжений и деформаций в конструкции, определенное численно или экспериментально, можно проводить оценки долговечности и ресурса

В четвертой главе рассматриваются особенности численного моделирования напряженно-деформированного состояния рабочих колес радиальных турбин. В качестве примера, исследовалось колесо радиальной турбины с целью определения напряженно-деформированного состояния, факторов, влияющих на точность решения, последующей оценки долговечности и ресурса по приведенным выше критериям и сравнением их с экспериментальными данными. В качестве расчетного инструмента использовался программный комплекс МЗС.VIБиаШаз^ап. Проведены три варианта расчета:

1. Осесимметричное решение с использованием плоских осесиммет-ричных шестиузловых треугольных конечных элементов. Осесимметричное решение дает несколько заниженные результаты (примерно на 20-25%). Кроме того, если рассматривать отдельно тело диска и профильную часть с использованием метода присоединенных масс, то несколько нарушается качественная картина НДС, особенно в зоне периферии диска.

2. Расчет трехмерной модели сектора, вырезанного из колеса турбины, с использованием объемных конечных элементов. Этот способ моделирования дает результаты, близкие к экспериментальным данным тензометрирова-ния и позволяет добиться существенной экономии ресурсов вычислительной техники. При этом требуется точность в задании граничных условий циклической симметрии на противоположных поверхностях вырезанного сектора.

3. Расчет полной трехмерной модели турбины с использованием объемных конечных элементов. Наиболее точное решение, требующее больших ресурсов вычислительной техники и опыта моделирования.

Точность определения напряженно-деформированного состояния конструкции характеризуется точностью описания геометрической модели, размерностью и структурой конечно-элементной сетки и методами интегрирования, применяемыми в решателе системы.

Расчет проводился для радиальной турбины энергетической установки диаметром 150 мм с температурой на входе в турбину 870° С и рабочей скоростью 30000 об/мин.

Анализ полученных результатов с учетом вязкого характера разрушения рабочих колес позволил получить выражения для определения разрушающей частоты вращения турбины. Далее на основании полученного НДС конструкции по критериям длительной прочности и малоцикловой усталости определялись ресурс и долговечность турбины. Следует отметить удовлетворительное совпадение с экспериментальными данными и опытом эксплуатации.

В заключении сформулированы выводы и основные результаты работы. Следует отметить, что приведенные решения имеет смысл применять лишь для высоконагруженных элементов конструкций. Для элементов конструкций, эксплуатационные характеристики которых не приводят к их работе за пределами зоны упругости (закона Гука), вполне достаточными являются традиционные методы сопротивления материалов и теории упругости. Полученные результаты успешно применяются в инженерных расчетах на следующих предприятиях: ОАО НПК (О) «Энергия» (г. Воронеж), ОАО «Рудгормаш» (г. Воронеж), ЗАО по выпуску тяжелых механических прессов.

Заключение диссертации по теме «Механика деформируемого твердого тела», Рудис, Александр Маркович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проанализированы существующие методы оценки долговечности и ресурса высоконагруженных элементов машин и конструкций, в частности методы расчета турбин большого ресурса. Показано, что при эксплуатации в условиях статического и циклического нагружения образование трещин, в основном, имеет место в зонах концентрации напряжений. Для турбин такими зонами являются зоны сопряжения лопаток с дисками, разгрузочные отверстия в диске или ступице. В этих зонах возникают упругопластические деформации и напряжения.

2. Приведены результаты анализа ряда диаграмм деформирования конструкционных материалов. Показано, что параметры этих диаграмм определяются через основные механические характеристики материалов. Получены формулы для определения характеристики упрочнения и истинного сопротивления разрыву материала для диаграммы деформирования со степенным упрочнением.

3. Получены зависимости для определения максимальных упругопла-стических деформаций и напряжений на контуре концентратора напряжений. Кроме того, приведены решения задачи о распределении упругопластиче-ских деформаций и напряжений в окрестности концентратора. Решения построены для концентратора в форме выреза с круговым основанием при плоской деформации и плоском напряженном состоянии для условий текучести Треска и Мизеса и степенного закона упрочнения. Приводится сравнительный анализ полученных решений с результатами расчетов методом конечных элементов. Расхождение результатов в пределах 5-10% объясняется учетом в расчетах по МКЭ сжимаемости материала и находится в пределах допустимой достоверности результатов. Показаны возможности учета сжимаемости в аналитических расчетах.

4. Полученные решения позволили установить силовые и деформационные критерии прочности, характеризующие механизмы разрушения в зоне концентратора напряжений - отрывом и вязкий. Показано, что в случае плоской деформации определяющим трещинообразование является первое главное напряжение, и основным механизмом разрушения является разрушение отрывом. Это напряжение имеет максимальное значение на некотором удалении от контура концентратора, то есть в подповерхностном слое металла. Деформационный критерий прочности, характеризующий вязкое разрушение, показывает, что образование трещин также происходит в подповерхностном слое материала. Эти результаты могут рассматриваться как теоретическое обоснование известного экспериментального факта о начале разрушения в глубине концентратора. При плоском напряженном состоянии в зоне концентратора образование трещин происходит по вязкому механизму разрушения - на это указывают полученные для плоского напряженного состояния соответствующие критерии прочности.

5. Рассмотрены вопросы, связанные с длительной статической и циклической прочностью материалов и их применением для оценки долговечности и ресурса элементов конструкций. Приведены зависимости длительной прочности и пластичности материалов от времени и числа циклов нагруже-ния, причем учитывается снижение длительной прочности и других характеристик материалов под влиянием повторно-статического нагружения. Приведены также зависимости циклической прочности материалов при малоцикловом нагружении. Для оценки долговечности и ресурса элементов конструкций используется нелинейный закон суммирования повреждений в деформационной форме. Применение этого закона и указанных выше зависимостей позволяет определить повреждаемости при длительном статическом и циклическом нагружениях и установить долговечность и ресурс конструкции. Следует отметить, что повреждаемость при эксплуатационных числе циклов и времени характеризует запас прочности конструкции при многофакторном нагружении.

6. Приведены результаты численного моделирования по определению напряженно-деформированного состояния рабочего колеса радиальной турбины с использованием программного комплекса МЗС^БиаШаБ^ап. Полученные поля напряжений и деформаций являются исходными данными для последующих расчетов. Для оценки несущей способности конструкции и разрушающей частоты вращения используются силовой и деформационный критерии прочности и характеристики длительной прочности и малоцикловой усталости материала. Проведенные оценки долговечности удовлетворительно согласуются с результатами экспериментальной отработки и опытом эксплуатации рабочих колес турбин. Кроме того, показано, что теоретический коэффициент концентрации напряжений, соответствующий зоне сопряжения основного диска с лопаткой, практически совпадает с результатами, полученными при численном моделировании напряженно-деформированного состояния.

7. Полученные результаты успешно применяются в инженерных расчетах на следующих предприятиях: ОАО НПК (О) «Энергия» (г. Воронеж), ОАО «Рудгормаш» (г. Воронеж), ЗАО по выпуску тяжелых механических прессов (г. Воронеж).

Дальнейшее развитие работы может быть связано, прежде всего, с применением силовых и деформационных критериев прочности при динамическом нагружении, которое также существенно влияет на работоспособность конструкций. Кроме того, введение в закон накопления повреждений еще одной составляющей переменных напряжений и деформаций позволит сделать количественные и качественные оценки долговечности и ресурса конструкций по критериям многоцикловой усталости.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рудис, Александр Маркович, 2002 год

1. Александров А.Я. Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела / А .Я. Александров, М.Х. Ахметзянов - М.: Наука, 1973. - 576 с.

2. Алянский Р.И. Расчет секции ротора по предельному равновесию / Р.И. Алянский, B.C. Мандель, В.Н. Стельмашук // Судостроение и морские сооружения. -1969.-№11.-С. 159-167.

3. Амельянчик A.B. Расчет на прочность дисков и роторов тепловых турбин на машине «Урал-2» / A.B. Амельянчик, Е.П. Струнина // Экспериментальные исследования прочности дисков, лопаток и паропроводов. Сб. тр. ЦНИИТМАШ. М., 1965. - №56 - 120 с.

4. Биргер И.А. Вариационные методы в строительной механике тур-бомашин / И.А. Биргер М.: Оборонгиз, 1959. - 28 с.

5. Биргер И.А. Вероятность разрушения, запасы прочности и диагностика. / И.А. Биргер // Проблемы механики твердого деформируемого тела. Сб. науч. тр. Л.: Судостроение, 1970. - С. 71-82.

6. Биргер И.А. Интегральные методы расчета диска / И.А. Биргер // Расчет на прочность дисков турбин и компрессоров. Сб. науч. тр. М.: Оборонгиз, 1950. - С. 162 - 186.

7. Биргер И.А. Приближенный расчет на прочность колес центробежных турбомашин с двусторонним входом / И.А. Биргер // Прочность и динамика авиационных двигателей. Сб. науч. тр. М.: Машиностроение, 1964.-Вып. 1.-С. 104- 123.

8. Биргер И.А. Теория пластического течения и расчет дисков / И А. Биргер // Расчеты на прочность. Сб. науч.тр. М: Машгиз, 1966. -Вып. 12.-С. 183 -200.

9. Биргер И.А. Сопротивление материалов / И.А. Биргер, Р.Р. Мав-лютов М: Наука, 1986. - 560 с.

10. И. Биргер И.А. Расчет на прочность деталей машин / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, P.M. Шнейдерович М: Машиностроение, 1966. - 616 с.

11. Демьянушко И.В. Напряженное состояние рабочих колес высокооборотных нагнетателей / И.В. Демьянушко // Известия ВУЗов. Машиностроение. -1966. № 6. - С. 44 - 52.

12. Демьянушко И.В. Расчетные исследования прочности дисков турбомашин. / И.В. Демьянушко // Проблемы прочности. -1969. № 2. - С. 18 -24.

13. Демьянушко И.В. Циклическое нагружение дисков турбомашин / И.В. Демьянушко // Расчеты на прочность. Сб. науч. тр. М.: Машиностроение, 1975. - №16. - С. 232 - 240.

14. Демьянушко И.В. Расчет на прочность вращающихся дисков / И.В. Демьянушко, И.А. Биргер М.: Машиностроение, 1978. - 247 с.

15. Демьянушко И.В. Кинетика напряженно-деформированного состояния дисков при циклическом нагружении / И.В. Демьянушко, Ю.М. Темпе // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1975. - № 5. - С. 111 -119.

16. Дофман A.A. Численное решение на ЭЦВМ пространственной осесимметричной задачи теории упругости применительно к толстым турбинным дискам / A.A. Дофман, А.Ш. Либстер, М.Б. Ревзюн // Сб. науч. тр. ЦКта. -1966. Вып. № 74. - С. 175.

17. Дюрелли А. Введение в фотомеханику / А. Дюрелли, У. Райли М.: Мир, 1970. - 484 с.

18. Жаропрочные сплавы при изменяющихся температурах и напряжениях / Под ред. Л.Б. Гецова и М.Г. Таубиной М-Л.: Госэнергоиздат, 1960. - 288 с.

19. Захарова Т.П. О методике определения длительного статического повреждения жаропрочных сплавов в связи с их растрескиванием / Т.П. Захарова, Р.Н. Сизова // Заводская лаборатория. 1962. - № 11. - С. 1356 -1360.

20. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике / O.K. Зенкевич М: Мир, 1975. - 541 с.

21. Исследование напряжений в конструкциях. / Под ред. H.H. Пригоровского М: Наука, 1980. - 119 с.

22. Ильюшин A.A. Пластичность / A.A. Ильюшин М.: ОГИЗ, ГИТТЛ, 1948. - 346 с.

23. Кинасошвили P.C. Расчет на прочность дисков турбомашин / P.C. Кинасошвили М.: Оборонгиз, 1954. - 144 с.

24. Кобрин М.М. Прочность вращающихся дисков / М.М. Кобрин -Л.: Судпромгиз, 1963. 340 с.

25. Ковпак В.И. Методы прогнозирования длительной прочности и ползучести металлических материалов на большие сроки службы. Ав-тореф. дис. на соиск. учен. степ, д-ра техн. наук. / В.И. Ковпак Киев: ИПП АН УССР, 1979. - 54 с.

26. Ковпак В.И. О сопоставимости характеристик длительной прочности, определяемых при экстраполировании методом обобщенных диаграмм / В.И. Ковпак // Проблемы прочности. 1975. - № 2. - С. 24 - 30.

27. Ковпак В.И. К вопросу об оценке и прогнозировании характеристик длительной прочности жаропрочных металлических материалов /В.И. Ковпак//Проблемы прочности. 1977. - №7. - С.49-57.

28. Ковпак В.И. Длительная прочность и эквивалентное разрушение металлических материалов / В.И. Ковпак // Проблемы прочности. -1980.-№ 10.-С. 88 93.

29. Ковпак В.И. Прогнозирование характеристик длительной прочности металлов методом обобщенных диаграмм с использованием ЭВМ / В.И. Ковпак, М.В. Баумштейн, А.Н. Олисов // Проблемы прочности. 1976.-№7.-С. 30.

30. Ковпак В.И. Интерполяционный расчет характеристик длительной прочности металлов по методу обобщенных диаграмм с использованием ЭВМ / В.И. Ковпак, М.В. Баумштейн // Проблемы прочности. 1976. - № 9. - С. 21 - 24.

31. Когаев В.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность / В.П. Когаев, H.A. Махутов, А.П. Гусенков М.: Машиностроение, 1985. - 223 с.

32. Конструкционная прочность материалов и деталей газотурбинных двигателей. / Под ред. И.А. Биргера и Б.Ф. Балашова М.: Машиностроение, 1981.- 222 с.

33. Костюк А.Г. Динамика и прочность турбомашин / А.Г. Кос-тюк М.: Машиностроение, 1982. - 264 с.

34. Лебедев A.A. Обобщенный критерий длительной прочности / A.A. Лебедев // Термопрочность материалов и конструкционных элементов. Сб. науч. тр.- Киев: Наукова думка, 1965. С. 69-75.

35. Левин A.B. Рабочие лопатки и диски паровых турбин / A.B. Левин М.: Госэнергоиздат, 1963. - 624 с.

36. Малинин H.H. Прочность турбомашин / H.H. Малинин М.: Машгиз, 1962. - 291 с.

37. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести / H.H. Малинин М.: Машиностроение, 1975. - 399 с.

38. Махутов H.A. Концентрация напряжений и деформаций в уп-ругопластической области деталей / H.A. Махутов // Машиноведение. -1971.-№6.-С. 54-60.

39. Махутов H.A. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность / H.A. Махутов М.: Машиностроение, 1981. - 272 с.

40. Метод фотоупругости / Под ред. Г.Л. Хесина. В 3 т. М.: Стройиздат, 1975.

41. Методические рекомендации по расчетам экстра- и интерполированных характеристик длительной прочности жаропрочных материалов с использованием ЭЦВМ / Под ред. В.И. Ковпака Киев: И1111 АН УССР, 1977. - 46 с.

42. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений. / Под ред. H.H. Пригоровского М.: Машиностроение, 1983. -248 с.

43. Нейбер Г. Концентрация напряжений / Г. Нейбер М: Гостехиз-дат, 1947. - 204 с.

44. Нормы расчета на прочность элементов реакторов, парогенераторов, сосудов и трубопроводов атомных электростанций, опытных и исследовательских ядерных реакторов и установок. М: Металлургия, 1973. -408 с.

45. Норри Д. Введение в метод конечных элементов / Д. Норри, Ж. де Фриз М.: Мир, 1981.

46. Образцов И.Ф. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов / И.Ф. Образцов, JIM. Савельев, Х.С. Ха-занов М: Высшая школа, 1985. - 392 с.

47. Партон В.З. Механика упруго-пластического разрушения / В.З. Партон, Е.М.Морозов М.: Наука, 1974. - 416 с.

48. Петерсон Р. Коэффициенты концентрации напряжений / Р. Петер-сон М.: Мир, 1977. - 302 с.

49. Писаренко Г.С. К вопросу о прогнозировании характеристик длительной прочности в условиях высоких температур / Г.С. Писаренко, В.И. Ковпак // Проблемы прочности. 1976. - № 8. - С. 28 - 32.

50. Писаренко Г.С., Лебедев A.A. Сопротивление материалов разрушению при сложном напряженном состоянии / Г.С Писаренко, A.A. Лебедев Киев: Наукова думка, 1969. -198 с.

51. Поля деформаций при малоцикловом нагружении / Под ред. Серен-сена М.: Наука, 1979. 278 с.

52. Прочность при малоцикловом нагружении. //Под ред. C.B. Серен-сена C.B. М.: Наука, 1975. - 255 е.

53. Прочность при изотермическом и неизотермическом малоцикловом нагружении / Под ред. А.П. Гусенкова М.: Наука, 1979.

54. Прочность конструкций при малоцикловом нагружении / Под ред. H.A. Махутова и А.Н. Романова М.: Наука, 1983. - 270 с.

55. Прочность материалов и элементов конструкций в экстремальных условиях. / Под ред. Г.С. Писаренко. В 2 т. Киев: Наукова думка, 1981.

56. Рабинович В.П. Прочность турбинных дисков / В.П. Рабинович -М.: Машиностроение, 1969. 151 с.

57. Работнов Ю.Н. О механизме длительного разрушения / Ю.Н. Ра-ботнов // Вопросы прочности материалов и конструкций. Сб. науч. тр. М.: АН СССР, 1959.-С. 5-7.

58. Разрушение. / Под ред. Г. Либовица. В 7 т. М.: Мир, Машиностроение, 1973 - 1976.

59. Расчеты на прочность в машиностроении / Под ред. С.Д. Пономарева. В 3 т. М.: Машгиз, 1956-1959.

60. Рис В.Ф. Расчет дисков турбомашин. / В.Ф. Рис М. - Л.: Машгиз, 1955.- 55 с.

61. Савин Г.Н. Справочник по концентрации напряжений. / Г.Н. Савин, В.И. Тульчий Киев: Наукова думка, 1976.

62. Сдобырев В.П. Критерий длительной прочности для некоторых жаропрочных сплавов при сложном напряженном состоянии / В.П. Сдобырев // Изв. АН СССР. Механика и машиностроение. 1959. - № 6. -С. 93-99.

63. Сегерлинд Д. Применение метода конечных элементов. / Д. Сегер-линд М.: Мир, 1979. - 392 с.

64. Серенсен C.B. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность / C.B. Серенсен, В.П. Когаев, P.M. Шнейдерович М.: Машиностроение, 1975.-448 с.

65. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. / Г.С. Скубачевский М.: Машиностроение, 1969. -544 с.

66. Соснин О.В. Энергетический вариант теории ползучести и длительной прочности. / О.В. Соснин // Проблемы прочности. 1973. - № 5. - С. 45-49.

67. Теория ползучести и длительной прочности. / Под ред. И.А. Одинга и B.C. Ивановой М.: Металлургиздат, 1959. - 448 с.

68. Термопрочность деталей машин. / Под ред. И.А. Биргера и Б.Ф. Шорра М: Машиностроение, 1975. - 455 с.

69. Трунин И.И. Обобщенный критерий сопротивления разрушению материалов при сложном напряженном состоянии. / И.И. Трунин // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1968. - № 8. - С. 50 - 5 5.

70. Трунин И.И. Метод прогнозирования длительной прочности металлов и сплавов / И.И. Трунин, Э.А. Логинов // Машиноведение. — 1971. -№ 2. С. 66-74.

71. Трунин И.И. Прогнозирование характеристик прочности и пластичности и построение обобщенной диаграммы жаропрочности / И.И. Трунин, Ю.В. Левицкий, Г.А. Шабан // Заводская лаборатория. 1977. - № 10.-С. 1260- 1264.

72. Тумаркин С.А. Методы расчета напряжений во вращающихся дисках. / С.А. Тумаркин // Труды НАГИ. -1936. Вып. № 262. - 42 с.

73. Уравнения состояния при малоцикловом нагружении. / Под ред. H.A. Махутова М.: Наука, 1981.

74. Цейтлин В.И. Эквивалентные испытания газотурбинных двигателей. / В.И. Цейтлин, Н.Д. Кузнецов М.: Машиностроение, 1976. - 214 с.

75. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. / Т.П. Черепанов -М: Наука, 1974. 640 с.

76. Чижик A.A. Повреждаемость и остаточный ресурс материалов энергооборудования. / A.A. Чижик, Ю.К. Петреня // Конструкционная прочность двигателей. Матер. 12-й Всесоюз. науч.-техн. конф. Куйбышев, 1990.-С. 161-162.

77. Шатров Б.В. Будущее технологий моделирования. / Б.В. Шатров // Сб. науч. тр. по матер. 4-й Росс. конф. пользователей систем MSC.Software. -Москва, 2001.

78. Шнейдерович P.M. Прочность при статическом и повторно-статическом нагружениях. / P.M. Шнейдерович М.: Машиностроение, 1968. - 343 с.

79. Шусторович Я.Л. Изгиб полуоткрытых колес радиальных турбо-машин. / Я.Л. Шусторович // Энергомашиностроение 1965. - № 10. - С. 32 -35.

80. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений в конструкциях. / Под ред. Н.Н. Пригоровского М.: Наука, 1977. - 149 с.

81. Chan A.S.H. The Analysis of Radial Flow Impellers by the Matrix Finite Element Method. / A.S.H. Chan, K.K. Henry wood // The Aeronautical Journal -1971. Vol. 75. - № 732. - P. 850 - 860.

82. Conceptual Design Study of a Nuclear Brayton Turboalternator-Compressor. // NASA Contracter Report NCR 113925. - Washington, 1971.

83. Desai S. Introduction to the Finite Element Method. / S. Desai, T. Abel N. Y, 1972.

84. Johnson A.E. Complex-Stress Creep in Metals. / A.E. Johnson // Metallurgical Reviues. 1960. - Vol. 5. - №20. - P. 447 - 506.

85. Larson F.R. Time- Temperature Relashionship for Rupture and Creep Stresses. / F.R. Larson, J. A. Miller // Transaction ASME. 1952. -Vol. 74.-P. 765-775.

86. Manson S.S. The Applications of Time- Relashionship Parameters to Accelerated Creep Rupture Testing. /S.S. Manson, G. Succep, W.F. Brown//Transaction ASME. 1959.-Vol. 11.-P. 911-934.

87. Manson S.S. Thermal Stress and Low-Cycle Fatique. /S.S. Manson -Copyright, 1966. 404 p.

88. MSC/NASTRAN. Reference Manual. // The McNeal Schwendler Corp. -Los Angeles, CA, 1998.

89. Stordahl H. Finite Element Analysis of Axisymmetric Rotors. / H. Stordahl, H. Christensen // J. Strain Analysis. 1969. - Vol. 4. - № 3.

90. Рудис A.M. Оценка статической прочности элементов конструкций в зонах конструктивной концентрации напряжений на основе деформационного критерия разрушения. / A.M. Рудис Воронеж, НПО Энергия, 1987. - 40 с.

91. Рудис A.M. Критерии прочности элементов конструкций с концентраторами напряжений при различных видах нагружения. / A.JI. Кучин, A.M. Рудис Воронеж, НПО Энергия, 1988. - 28 с.

92. Рудис A.M. Разработка проблемно-ориентированного модуля для решения задач пластического деформирования на базе п.п.п. «ДИАНА». / A.JI. Кучин, Верховых В.П., A.M. Рудис Воронеж, НПО Энергия, 1988. -23 с.

93. Рудис A.M. Динамическая прочность неупругой цилиндрической оболочки конечной длины. / A.M. Рудис // Оптимальное проектирование неупругих элементов конструкций. Сб. науч. тр. Тарту, 1989. - С. 54 - 55.

94. Рудис A.M. Обеспечение долговечности и ресурса высокооборотных турбомашин. / A.M. Рудис // Конструкционная прочность двигателей: Матер. 12-й Всесоюз. науч. техн. конф. Куйбышев, 1990. - С. 123 - 124.

95. Рудис A.M. К расчету предельной деформации материала в зоне концентрации напряжений. / A.M. Рудис // Проблемы прочности. 1991. -№ 2. - С. 45 - 48.

96. Рудис A.M. Комплексный подход к анализу работоспособности машин и конструкций. / A.M. Рудис, И.А. Чаплыгин // Динамика и прочность двигателей: Матер. 26-го междунар. науч. техн. совещ. Самара, 1996.-С. 147-149.

97. Рудис A.M. Использование CAD/CAE/CAM технологий в машиностроении. / A.M. Рудис // КомпьютерПресс - 1996. - №8. - С. 168-171.

98. Рудис A.M. Опыт использования CAD/CAE технологий в реализации технологии «испытательного компьютерного стенда» / A.M. Рудис, И.А. Чаплыгин // Динамика и прочность автомобиля: Матер. 7-го междунар. науч. техн. совещ. - Москва, 1997. - С. 112-113.

99. A.M. Рудис Виртуальное производство. / А.Е. Салиенко, А.Н. Солдаткин, A.M. Рудис // Кузнечно-штамповочное производство и обработка металлов давлением. 2002. - № 10. - С. 43 - 48

100. Утверждаю J&oro директора ,0 «Рудгормаш» А. Н. Полищук 2002 г.использования методов расчета

101. За истекшее время проанализированы ряд типовых конструктивных элементов, критичных с точки зрения накопления эксплуатационных повреждений в частности:

102. Траки гусеничного движителя серийного бурового станка

103. Несущие элементы силового каркаса буровых станков второго поколения.1. Расчеты позволили:

104. Повысить степень обоснованности принятия решений по продлению срока службы буровых станков.

105. Генеральный директор N&AO <1\Тяжмехпресс»1. Т. Крук 2002г.1. АКТо внедрении и промышленном применении результатов НИР по критериям прочности для зон концентрации напряжений и оценке долговечности конструкций

106. Валы эксцентриковые кривошипных горячештамповочных прессов (КГШП) номинальной силой 40. 125 МН.

107. Сварнолитые станины КГШП номинальной силой 63 и 80 МН.

108. Сварные станины гаммы открытых однокривошипных прессов номинальной силой 0,63.2,5 МН.

109. Данная работа позволила оптимизировать геометрические параметры нагруженных сечений указанных деталей в зонах концентрации напряжений и соответственно обеспечить требуемый срок их службы при снижении металлоемкости деталей.

110. Зам. главного конструктора1. Гехтман ДА.

111. Главный специалист по инженерным расчетам1. Новокщенов Л.Т.