Надежность зданий и сооружений

Информация - Строительство

Другие материалы по предмету Строительство

° изменения структуры и состава веществ на протяжении срока службы объекта системы (учет необратимых процессов в течение срока службы);

описания предельных состояний системы при случайных видах воздействий;

описание распределений частиц системы в 6 - мерном фазовом пространстве с учетом флуктуаций;

расчета напряженно-деформированного в течение срока службы объекта и сравнение НДС с характеристиками материалов, используемых для объектов;

описание процесса обмена информацией о состоянии объекта и определение набора параметров, выбранных в качестве управляющих параметров;

оценки появления и изменения дефектов при эксплуатации системы с целью восстановления надежности системы при эксплуатации.

Механикой несущая способность определяется при следующих условиях:

нагрузки и воздействия имеют детерминированные значения нагрузок с использованием принципов суперпозиции;

форма объектов, форма изменяется мало или вообще не изменяется при нагрузках;

движение объекта и состояния равновесия соответствуют обратимым по времени процессам;

в материале объекта и процессах использования объекта необратимые процессы не учитываются;

для объекта справедливы постулаты теории возмущений.

Состояние системы описывается уравнением Гамильтона для детерминированных нагрузок и воздействий или уравнениями Лиувилля для закрытых систем в случае случайных нагрузок.

Рассмотрим некоторые вопросы обеспечения надежности для систем, форма которых изменяется в функции нагрузки, а материалы изменяют свойства с течение времени.

В этой постановке каждой текущей форме объекта (координатам) соответствует определенное значение распределения скоростей (импульсов).

Состояние системы определяется динамическим распределением частиц рассматриваемой системы в 6-мерном пространстве координат и импульсов частиц:

 

(1.6)

 

где: - истинное число частиц около точки в элементе объема в момент времени .

Интеграл по объему в пространстве определяет полное число частиц.

Функция , в отсутствии полной информации о значениях , является случайной функцией.

Поэтому возникает необходимость рассмотрения ансамбля Гиббса в виде:

 

(1.7)

 

где: - средняя плотность числа частиц.

Если рассматривается мерное фазовое пространство , то функция динамического распределения соответствует виду:(1.8)

Аналогично распределению частиц вводим ансамбль Гиббса. Функция распределения плотности частиц в мерном фазовом пространстве определяется первым моментом динамического распределения:

 

(1.9)

 

Выбор масштабов длины и времени отвечает условиям:

величины малы по сравнению с масштабами задачи:

физически бесконечно малый объем содержит большое число частиц (элементарных объектов): .

Статистические распределения - первых моментов случайных функций соответствуют выражениям:

 

 

где: - сглаженные функции распределений.

Флуктуации сглаженных распределений соответствуют:

 

 

2. Кинетические уравнения движения и уравнения равновесия механики

 

Известно уравнение баланса числа частиц (кинетическое уравнение Леонтовича) или точнее, точек, изображающих состояние частиц:

 

(2.1)

 

где: - изменение функции распределения по времени;

- изменение функции распределения перемещения частицы в пространстве;

- изменение функции распределения от действия внешних сил (средней силы );

- интеграл столкновений, определяет изменения координат и импульсов частицы (внутренние силы), вызванные изменением функции распределений;

 

(2.2)

(2.3))

 

Уравнение учитывает столкновения всех пар частиц

Импульсы связаны с импульсами законами сохранения импульса и кинетической энергии пары частиц.

(2.4)

 

Четыре соотношения позволяют определить соотношения:

 

(2.5}

 

где: - угол рассеяния;

- угол цилиндрической системы координат с осью вдоль относительной скорости взаимодействующих частиц (относительными импульсами ).

Зависимость прицельного расстояния от угла рассеяния определяется решением уравнений движения двух частиц.

Функция распределения определяется в виде:

 

.(2.6)

 

Равновесным решением уравнения Леонтовича в отсутствии внешних сил является распределение Максвелла:

 

.(2.7)

 

Для статистического распределения уравнение Леонтовича записывается в виде:

 

(2.8)

 

Если положить , то получим уравнение Лиувилля , из которого следуют уравнения равновесия механики сплошной среды с ограничениями по теории возмущений.

Изменение функции распределения, обусловленное взаимодействием частиц, связано с уходом частиц из элемента фазового объема при прямом взаимодействии частиц и пополнение объема частицами, испытавшими обратные столкновения.

Если рассчитывать взаимодействие частиц по законам классической механики и считать, что нет корреляции между динамическими состояниями взаимодействующих частиц, то

 

(2.9)

 

где:

- импульсы частиц до взаимодействия, - импульсы тех же частиц после взаимодействия;

- относительный импульс частиц;

- дифференциальное эффективное сечение рассеяния частиц в телесный угол;

- угол между относительным импульсом и линией центров частицы.

Например, в случае упругих сферических