Переменное нагружение – нагружение, изменяющееся во времени. Наиболее важный класс нестационарных нагружений – циклическое нагружение.

Если циклы образуются за счет запуска и останова двигателя, то нагружение обычно не превышает циклов, и такое нагружение называется малоцикловым (МЦУ).

При нагружении, связанном с упругими колебаниями деталей, число циклов нагружения часто превышает , и такое нагружение называется многоцикловым или усталостным.

Циклическоенагружение нередко имеет случайный характер. Тогда модель нагружения содержит распределение плотности вероятности нагрузок или другие статистические модели нагружения.

Часто встречается динамическое ударное нагружение (например, при посадке).

Ударное нагружение характеризуется очень высокой скоростью возрастания нагрузки, что влияет на характеристики деформирования материала.

Модели нагружения должны учитывать воздействие полей и сред.

Это воздействие проявляется двояким образом:

1. Пониженная и повышенная температуры влияют на механические свойства материала.

2. При неравномерном нагреве тела создаются температурные напряжения, величина которых часто оказывается соизмеримой с напряжениями от внешних сил.

В некоторых случаях приходится учитывать влияние нейтронного излучения на свойства материалов, влияние электромагнитного поля и др.

Прочностная надежность существенно зависит от воздействия коррозионных сред.

Итак, модели нагружениясодержат схематизацию внешних нагрузок по величине, по распределению, по времени, а также по воздействию внешних полей и сред.

Модели разрушения – детерминированные и статистические.

В соответствии с общей схемой прочностной надежности модели разрушения являются завершающими.

После обоснования выбора моделей формы, материала, нагружения переходят к непосредственной оценке надежности с помощью моделей разрушения.

Модели разрушения – представляют собой уравнения (условия), связывающие параметры работоспособности изделия в момент разрушения с параметрами, обеспечивающими прочность.

Эти условия часто называют условиями прочности.

Обычно рассматриваются четыре модели разрушения в зависимости от условий нагружения:

1. статическое разрушение;

2. длительное статическое разрушение;

3. малоцикловое разрушение;

4. усталостное разрушение.

Существует зависимость характера разрушения от числа циклов нагружения. При малом числе циклов () развиваются значительные пластические деформации (статическое разрушение); при большом числе циклов () пластические деформации отсутствуют (усталостное разрушение); в промежуточной области () разрушение носит смешанный характер (малоцикловое разрушение).

Если на элемент конструкции действует высокая температура (для алюминиевых сплавов свыше , для стальных и титановых сплавов свыше , для жаропрочных сплавов свыше ), то в этом случае рассматривается так называемая длительная прочность материала.

В этом случае сопротивление материала зависит не только от величины действующего усилия, но и от длительности самого воздействия.

На структуру моделей разрушения оказывают влияние свойства материала, из которых очень важным является пластичность. При недостаточной пластичности возникают хрупкие разрушения, для которых условия разрушения носят особый характер.

Сложность разработки моделей разрушения часто требует проведения дополнительных экспериментальных исследований образцов материала или самих элементов конструкций в условиях, близких к реальным.