Надежность зданий и сооружений
Информация - Строительство
Другие материалы по предмету Строительство
t;моделью" фактического физического процесса и имеют значительные отклонения от модели физического процесса. Расчеты с использованием МКЭ, МКР, МСЭ - являются приближенными численными методами решения системы дифференциальных уравнений и не вносят изменения в физику процесса.
Перемещения точек поверхностей изделия в потоке для консервативной системы рассматриваются в виде:
где: в пределах одного значения , что соответствует постоянному объему модели.
В соответствии с допущениями
Перемещения точек поверхности изделия для открытой системы рассматриваются в виде:
(2.19)
где:
Объем модели в пределах одного испытания является случайной величиной.
Для определения напряженно-деформированного состояния модели можно использовать уравнения Лиувилля для ангармонической модели твердого тела
Распределения перемещений по поверхности модели позволяют определить математические ожидания формы оболочки под нагрузкой .
В расчетах надежности используются безразмерные значения параметров:
среднего коэффициента запаса
;
коэффициенты вариации , (- средние квадратичные отклонения)
Значения математических ожиданий и дисперсия нагрузок и несущей способности позволяют оценить вероятность неразрушения объекта при действии нагрузок и изменения формы:
(2.20)
где: коэффициент корреляции параметров состояния несущих способностей и нагрузок;
- функция нормального распределения.
Параметр состояния объекта (тела) можно рассматривать как полуслучайную функцию:
(2.21)
где: - случайные функции; - неслучайная функция времени, учитывающая необратимые процессы.
3. Некоторые виды необратимых процессов
.1 Влияние необратимых процессов
Практически любые вида материалов природные и искусственные (созданные человеком) относятся к открытым системам. Речь идет только о скорости обмена со средами и распределении макрочастиц в конкретном изделии.
Коэффициент, характеризующий долговечность (изменение прочности материала во времени без внешних воздействий) материала определяется соотношением:
(3.1)
(3.2)
где: - параметр, зависящий от химического состава материала и массовых характеристик материала. Параметр переменный и является функцией времени и соотношения массы слоя к общей массе материала
;
- время экспозиции материала.
Показатель является эмпирической величиной. Предельное значение показателя также является эмпирической величиной и характеризуется временем полного распада материала.
Предельные значения долговечности:
на дату изготовления (использования) материала, ;
на дату распада материала, - .
Для слоистых композиционных материалов, используемых при создании элементов мягких оболочек, показатели определены на основании опытных данных (таблица 3.1)
Таблица 3.1.
Тип компонента в материале, летPA0,2523PES0,090,4959PVC0,050,42513AFC0,01250,320PVDF0,002154,7720FG (алюмоборосиликатное)0,000325,828EC (алюмоборосиликатное)0,0004219,837PVF0,0004726,720PTFE0,0003916,848PEP0,000240,5848
На каждый вид материала производителем предоставляются:
гарантии на время использования материала в изделиях по областям применения;
кратковременные значения прочностных характеристик материалов;
толерантность изменения (допустимые пределы) показателей.
Отсюда можно сделать вывод, что на дату окончания гарантий прочностные характеристики материала должны оставаться неизменными, соответствующими показателям сертификата на материал.
Это противоречит выражению и возможно только в том случае, когда в материале, в течение срока гарантии происходят химические превращения, компенсирующие старение материала.
При создании материала и использовании в изделии его компоненты проходят многочисленные фазовые переходы.
Математическая модель материала представляет собой объединение множеств. Объединение выполняется с учетом массовых долей компонентов в структуре материала или его части (как объединение может рассматриваться каждый отдельный слой материала еще до их объединения в композиционный материал).
Изменение прочности тканевых покрытых материалов без внешних воздействий (воздействий сред, силовых, температурных воздействий и воздействий солнечной радиации без учета оптических и спектральных характеристик) приводятся диаграммами.
Рис. 3.1. Изменение прочности материалов и веществ различных структур в функции времени и отношения масс компонентов веществ.
Примечание: * отмечены наиболее распространенные в России системы материалов (выделены красным цветом с черными условными обозначениями).
Изменение прочности веществ и систем (состоящих из объединений подсистем веществ) во времени и функции масс веществ определяется соотношением:
(3.3)
где: - показатель изменения прочности для материала стандартной массы:
- отношение масс стандартного и рассматриваемого материала.
Распределение приводится для стандартного отношения масс веществ в объединении систем. В случае отклонения массовых отношений, значения изменения прочности подлежат пересчету.
Показатели изменения прочности материалов стандартной массы приводятся на Рис. 3.2.
Рис. 3.2. Примеры значений показателей изменения прочности для некоторых видов материалов.
Для э