Оценка показателей надежности и безопасности механических конструкций с опасными элементами

 

Билык Н. А.

Оценка показателей надежности и безопасности механических конструкций с опасными элементами

Монография / Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2022

 

Приведена методология определения показателей надежности и безопасности по единичным объемам испытаний сложных дорогостоящих опасных систем при действии механических нагрузок.
Книга рассчитана на научных сотрудников и инженеров, занимающихся вероятностными расчетами показателей надежности и безопасности механических конструкций с опасными элементами, а также может служить учебным пособием студентам и аспирантам, изучающим курс «Надежность и безопасность технических систем».

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Часть 1. Оценка и подтверждение показателей надежности механических конструкций
Глава 1. Программа обеспечения прочностной надежности механической конструкции
Глава 2. Нагрузки, действующие на конструкцию
Глава 3. Предельные состояния конструкции изделий
Глава 4. Коэффициенты вариации предельных нагрузок

4.1. Оценка коэффициента вариации предельных нагрузок по данным натурных испытаний деталей и изделий в целом
4.2. Коэффициент вариации предельной нагрузки детали при статическом нагружении
4.3. Коэффициент вариации предельной нагрузки, разрушающей деталь, при ударном нагружении

4.3.1. Характеристики внешних ударных воздействий
4.3.2. Применение теории Журкова для оценки коэффициента вариации механических характеристик
4.3.3. Физические основы разброса предельной нагрузки
4.3.4. Оценка разброса γ по испытаниям на длительную статическую прочность
4.3.5. Оценка разброса γ по пределу прочности материала

4.4. Коэффициент вариации предельной нагрузки конструкции

4.4.1. Оценка коэффициента вариации предельной нагрузки на основе трехпараметрического распределения Вейбулла
4.4.2. Коэффициент вариации предельной нагрузки конструкции при нормальном законе распределения предельных нагрузок элементов
4.4.3. Оценка коэффициента вариации предельных нагрузок по данным натурных испытаний деталей и изделия в целом
4.4.4. Аппроксимация распределений характеристик механических свойств конструкционных материалов в области малых (0,01–0,1) значений вероятности

Глава 5. Коэффициенты вариации испытательной нагрузки
Глава 6. Методы оценки показателей надежности и безопасности простых элементов по экспериментальным данным

6.1. Обозначения
6.2. Определения
6.3. Расчет числовых характеристик показателя надежности простых элементов

6.3.1. План 1. Оценка показателя надежности ПЭ изделия по результатам испытаний по схеме Бернулли
6.3.2. План 2. Оценка показателя надежности ПЭ изделия с замером результатов испытаний при известном коэффициенте вариации предельной нагрузки
6.3.3. План 3. Оценка показателя надежности ПЭ изделия с замером результатов испытаний
6.3.4. План 4. Оценка показателя надежности ПЭ изделия по результатам испытаний с заданным коэффициентом запаса прочности по схеме Бернулли
6.3.5. План 5. Оценка показателя надежности ПЭ изделия по выборкам объемом n > 20
6.3.6. План 6. Оценка показателя надежности ПЭ изделия при действии ударной нагрузки
6.3.7. План 7. Оценка показателя надежности ПЭ изделия по экспериментальной зависимости частости его срабатывания от нагрузки
6.3.8. План 8. Оценка показателей надежности по многократно цензурированным выборкам

6.4. Статистическая обработки цензурированных выборок

Глава 7. Оценка усталостной прочности деталей механических конструкций при действии многоступенчатой случайной вибрационной нагрузки

7.1. Случайный характер вибрационных кривых усталости материала деталей
7.2. Кривые вибрационной усталости деталей
7.3. Мера повреждаемости деталей при вибрационном нагружении
7.4. Вероятность усталостного разрушения детали под действием случайной вибрации
7.5. Алгоритм усталостного разрушения детали под действием многоступенчатой случайной вибрации
7.6. Пример расчета усталостного разрушения трубопроводов

Глава 8. Характеристика надежности изделия, полученная по единичным испытаниям

8.1. Построение характеристики надежности конструкции
8.2. Функция распределения оценки параметра а
8.3. Плотность распределения случайной величины ȳ=(âx+b)α
8.4. Распределение суммы случайных величин Ȳ=∑li=1ȳ
8.5. Характеристика надежности изделия (пример)

Глава 9. Коэффициенты запаса прочности и коэффициенты безопасности механических конструкций

9.1. Распределение показателей надежности механических конструкций по элементам
9.2. Коэффициент безопасности и запаса прочности изделий
9.3. Средний коэффициент запаса прочности
9.4. Коэффициент безопасности f2max и коэффициент запаса прочности при экспериментальной отработке

9.4.1. Коэффициент безопасности f2max при зависимых испытаниях
9.4.2. Коэффициенты безопасности f2max при испытаниях ступенчатой нагрузкой
9.4.3. Логическое описание коэффициента безопасности f2max и коэффициента η

9.5. Коэффициенты безопасности f1max и коэффициенты запаса прочности при расчетно-теоретических оценках прочности механических конструкций
9.6. Коэффициент безопасности f min
9.7. Дополнительный коэффициент запаса при замене многократного ударного нагружения изделия однократным
9.8. Коэффициенты безопасности при испытаниях изделия на случайную вибрацию
9.9. Алгоритм определения коэффициентов безопасности механических конструкций при вибрационных случайных нагружениях

Приложение. Оценка коэффициента η [88]
Часть 2. Оценка показателей безопасности опасных производственных объектов

Глава 10. Оценки показателей безопасности ОПО, содержащих взрывчатые и (или) радиационно-токсические вещества

10.1. Термины и определения
10.2. Общие положения
10.3. Планирование и организация работ
10.4. Анализ внешних воздействующих факторов
10.5. Идентификация опасностей
10.6. Оценка показателей опасности от ОПО и безопасности ОПО
10.7. Разработка рекомендаций по уменьшению опасности
10.8. Требования к оформлению результатов анализа опасности от ОПО и безопасности ОПО

Глава 11. Методика оценки вероятности аварии ОПО

11.1. Оценка показателя безопасности ОПО на этапе лабораторно-конструкторской технологической отработки
11.2. Оценка комплексного показателя безопасности ОПО

Глава 12. Методы оценки показателей взрывобезопасности ОПО с ВВ при заданном уровне воздействия

12.1. Низкоскоростное ударное нагружение

12.1.1. Вероятность взрыва детали из ВВ при воздействии контактных давлений со сдвигом смежных деталей
12.1.2. Вероятность взрыва детали из ВВ при воздействии на нее контактных давлений при низкоскоростном ударном нагружении без сдвига смежных деталей
12.1.3. Вероятность взрыва деталей из ВВ при разрушении в условиях низкоскоростного ударного нагружения
12.1.4. Вероятность взрыва ВВ при аварийном воздействии с возможным разрушением корпусных деталей ОПО

12.2. Пулеосколочные воздействия на ОПО

12.2.1. Взаимодействие ПЭ с преградой (защитными слоями, расположенными перед ВВ ОПО)
12.2.2. Оценка вероятности пробития преград ОПО
12.2.3. Оценка вероятности инициирования ВВ при осколочно-пулевом нагружении ОПО

12.3. Ударно-волновое нагружение ВВ в ОПО

12.3.1. Оценка вероятности взрыва ВВ в ОПО с использованием удельного импульса
12.3.2. Оценка вероятности взрыва ВВ ОПО с использованием воздействия ударно-волнового давления отражения
12.3.3. Оценка вероятности q с использованием коэффициента kд

Глава 13. Методика оценки показателей безопасности опасных производственных объектов при воздействии теплового поля пожара

13.1. Основные определения и общие положения
13.2. Порядок оценки числовых характеристик показателя безопасности ОПО
13.3. Оценка числовых характеристик показателя пожаробезопасности ОПО
13.4. Оценка числовых характеристик показателя взрывобезопасности ОПО при воздействии заданного ТПП
13.5. Оценка вероятности загорания ВВ, содержащегося в ОПО, при воздействии заданного ТПП
13.6. Оценка вероятности взрыва ВВ, содержащегося в ОПО, при воздействии заданного ТПП
13.7. Оценка комплексного показателя безопасности ОПО при действии теплового поля пожара в аварийной ситуации

Глава 14. Оценка вероятности возникновения опасности при обращении с ОПО, содержащим радиационно-токсичное вещество

14.1. Утечка радиоактивного содержимого из ОПО с РВ при аварийном механическом и(или) тепловом воздействии
14.2. Превышение безопасной дозы ионизирующего излучения
14.3. Возникновение самоподдерживающейся цепной ядерной реакции при перевозке делящихся веществ в транспортном упаковочном комплекте
14.4. Вероятность отсутствия аварии с радиационным эффектом

Глава 15. Логическая схема оценки безопасности и риска ОПО
Глава 16. Анализ литературных данных по нормам и критериям риска

16.1. Риск смерти человека в природных и техногенных катастрофах
16.2. Нормы охраны природы и здоровья населения в России
16.3. Нормативные требования к риску
16.4. Допустимые критерии индивидуального и социального риска

Глава 17. Критериальные параметры и критерии опасности при перевозке ОПО
Глава 18. Параметризация опасных природных явлений для транспортных коммуникаций
Глава 19. Предложения по выбору моделей аварийных ситуаций с ОПО, содержащих взрывчатые, радиоактивные и токсичные вещества
Глава 20. Выбор интенсивности аварии

20.1. Интенсивность возникновения аварий на железнодорожном и автомобильном транспорте и грузоподъемных кранах

20.1.1. Железнодорожный транспорт
20.1.2. Автомобильный транспорт
20.1.3. Грузоподъемные краны

20.2. Определения
20.3. Выбор интенсивности аварии на производстве и при хранении

20.3.1. Интенсивность аварий при производстве ОПО
20.3.2. Обеспечение безопасности хранения взрывчатых материалов

Глава 21. Использование нечетких множеств для оценки вероятности возникновения аварии при транспортировке опасных объектов

Список литературы