Дипломная работа на тему: Исследование проблемы усталости металлов в авиастроении: история вопроса

Введение

Уже в те отдаленные времена, когда людям впервые пришлось заняться строительством, они убедились в необходимости располагать сведениями о сопротивлении материалов, на основе которых можно было бы назначать надежные размеры частей сооружений. Нет сомнения в том, что египтянам были уже известны некоторые эмпирические правила подобного рода, поскольку без них нельзя было бы возводить грандиозные монументы, храмы, пирамиды, обелиски, из которых некоторые существуют еще и поныне.

Греки внесли крупный вклад в дело дальнейшего развития строительного искусства. Они разработали статику, лежащую' в основе механики материалов. Архимед (287-212 до н. э.) дал строгое доказательство условий равновесия рычага и указал методы отыскания центров тяжести тел. Он применил свою теорию для конструирования различных подъемных механизмов.

Широкий размах получило строительство у римлян. До нашего времени сохранились не только их памятники и храмы, но также дороги, мосты и фортификационные сооружения. В своих сооружениях римляне часто использовали арки. На рис.1 мы видим арки знаменитого Гардского моста (Южная Франция), и по сей день выполняющего свою службу.

Опыт, накопленный в практике строительства греками и римлянами, был в значительной своей части утрачен на протяжении средних веков, и только в эпоху Возрождения это искусство было поднято на прежнюю высоту. Так, например, когда знаменитый итальянский архитектор Фонтана (1543-1607) построил по указу папы Сикста V в Ватикане обелиск, это сооружение обратило на себя почтительное внимание инженеров всей Европы, между тем как египтяне, как известно, воздвигали такие обелиски за несколько тысяч лет до этого, вырезая камни в каменоломнях Сиены (Египет) и транспортируя их по Нилу. Впоследствии римляне вывезли целый ряд подобных египетских обелисков из тех мест, где они первоначально были построены, и установили их в Риме. Отсюда можно заключить, что инженеры XVI века были оснащены для такой трудной работы не столь хорошо, как их предшественники.

Рис. 1. Знаменитый Гардский мост (Южная Франция).

Эпоха Возрождения принесла с собой и оживление интереса к науке. Появились крупные мастера в области архитектуры и строительного искусства. Наиболее ярко дух эпохи воплотился в образе Леонардо да Винчи (1452-1519). Он был не только великим мастером в области искусства, но и широко мыслившим ученым и инженером. Он не писал книг, но в его записных книжках было найдено много данных о сделанных им крупных открытиях в разных областях науки. Его глубоко интересовала механика, и одна из его записей гласит: "Механика-это рай математической науки, поскольку мы получаем в ней плоды математики". Достижения да Винчи представляют собой, вероятно, первую попытку применения статики к определению сил, действующих на элементы строительных конструкций, а также первые опытные определения сопротивления строительных материалов. Но эти ценные научные открытия оставались погребенными в записных книжках Леонардо, и инженеры XV и XVI столетий продолжали, как и в римскую эпоху, назначать размеры элементов своих сооружений, полагаясь лишь на практический опыт или на догадку.

Первые попытки установления безопасных размеров элементов сооружений аналитическим путем относятся к XVII веку. Знаменитая книга Галилея "Две новые науки" обнаруживает в ее авторе стремление привести известные ему методы анализа напряжений в логическую систему. Она знаменует собой возникновение науки о прочности, т. е. сопротивления материалов.

Оглавление

- Введение

- Первые исследования усталости металлов

- Исследования А. Вёлера

- Проблема усталости металлов в машиностроении и авиации Заключение

- Список литературы

- металл усталость авиация

Заключение

С давних времён естествоиспытателями был установлен тот факт, что металлический стержень, подвергнутый действию большого числа циклов повторного напряжения, приобретает способность разрушаться под значительно меньшими нагрузками, чем это требовалось бы в условиях статического нагружения.

Понятие усталости включает в себя большое количество явлений отсроченного повреждения и разрушения под действием нагрузки и окружающей среды. Большинство компонентов конструкций включают в себя элементы, подвергающиеся циклическим нагрузкам. Такие нагрузки приводят к появлению циклических напряжений, которые в свою очередь приводят к отказу механизмов по причине усталости. Около 95% всех разрушений конструкций происходит по усталостному механизму.

Повреждение, вызванное процессом усталости, имеет кумулятивный (накопительный) и безвозвратный характер, потому что:

очень трудно обнаружить износ материала, подвергаемого усталостному нагружению. Следовательно, разрушение происходит неожиданно;

Список литературы

1) Александров А.В. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов. - 3-е изд. Испр. - М.: Высш. Шк., 2003. - 560 с.

2) Биргер И.А. Расчёт на прочность деталей машин - М.: Машиностроение, 1966. - 617 с.

) Биргер И.А. Прочность и надежность машиностроительных конструкций: Ин-т машиноведения им. А.А. Благонравова РАН и др. - Уфа.: УГАТУ, 1998. - 349 с.

) И. А. Биргер, Р. Р. Мавлютов. Учебное пособие для студентов машиностроительных и авиационных вузов - М.: Наука, 1986. - 560 с.

) Горшков А.Г., Трошин В.Н., Шалашилин В.И. Сопротивление материалов: Учеб. пос. 2-е изд., испр. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. 544 с.

6) Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева Материаловедение. - М.: Машиностроение, 1990.

7) Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. Учебник для студентов вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1975. - 400 с.

8) Г. Нейбер. Концентрация напряжений. Перевод с немецкого. - Ленинград: ОГИЗ, 1947. - 205 с.

) Надежность и ресурс авиационных газотурбинных двигателей, под ред. Г.П. Свищева, И.А. Биргера. - М.: Машиностроение, 1969. - 539 с.

) Серенсен С. В., Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению, М., 1975.

) Тимошенко С.П. История науки о сопротивлении материалов - М.: Гостехиздат, 1957. - 536 с.

) В.Т. Трощенко, Циклические деформации и усталость металлов. - Киев: Наукова думка. - 1985.

) Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов. - 10-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 592с.

) Форрест П., Усталость металлов, пер. с англ., М., 1968.

) Шанявский А.А. Моделирование усталостных разрушений металлов. Синергетика в авиации. - Уфа: ООО "Монография", 2007 - 500 с.

) Parsons W.В., Engineers and engineering in the Renaissance. 1939.

) Mecanique industrielle. 3-е изд. 1870.

) Morin А. Resistance des materiaux. 1-е изд. 1853.

) Proc. Inet. Civ. Engrs. London. Т.2. 1843.

) Gough Н. J., The fatigue оf metals, London, 1924.

) Gerbег W., Z. Ьауег Architek. u. Ing. Ver,, 1874.

25) Вairstоw L., Trans, roy. soc. (London) (А), т. 210, стр. 35, 1911.

26) Норkinsоn В., Williams СТ., Proc. roy. soc. (London) (А), т. 87, 1912.

27) Еwing J.А.,Нumfrеу J.С.W.,Trans,roy.soc.(London)(А),т. 200,стр.241, 1903.

Электронные источники

) Википедия, свободная энциклопедия.

29) Яндекс, словари