Россия
Президиум РАН по проблемам безопасности (Руководитель рабочей группы)
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
В статье предлагается новый методический подход, связанный с комплексным анализом достижения повреждений и предельных состояний материалов и элементов конструкций в условиях многопараметрических воздействий на них различного рода нагрузок и среды с учетом изменения напряженно-деформированного состояния, свойств материала и кинетики повреждаемости деталей, а также фактора времени. Накопление повреждений предлагается рассматривать как многоуровневый анализ, объединяющий группу микро-, мезо- и макромасштабов, и анализировать его в вероятностной постановке. При оценке степени поврежденности предлагается использовать метод вариации эффективного модуля упругости и метод, основанный на анализе изменения матрицы жесткости при модельных исследованиях. Рассматриваются вероятностные матричные методы описания сценариев достижения предельных состояний, которые предусматривают построение матрицы макроуязвимости, матрицы мезоуязвимости и вектора угроз.
предельное состояние, накопление повреждений, многопараметрическое нагружение, уязвимость, разрушение.
1. Постановка проблемы
В процессе функционирования объектов техносферы их несущие конструкции, детали подвергаются непрерывным повреждающим и разрушающим воздействиям с постоянным ухудшением их технического состояния. Это обусловлено воздействием технологических и внешних эксплуатационных нагрузок и ряда факторов окружающей среды, которые носят случайный характер [1, 3]. Данные воздействия и факторы ведут к возникновению и накоплению в элементах конструкций, деталях машин и оборудования различных видов повреждений d(τ) (износ, усталость, физическое старение, появление и рост трещин и др.). Достигнув критического уровня, накопленные в результате процесса эксплуатации повреждения приводят к нарушению работоспособного состояния оборудования, выработке и исчерпанию ресурса и, как следствие, к чрезвычайным ситуациям (отказам, авариям и катастрофам).
1. Махутов Н.А. Прочность и безопасность. Фундаментальные и прикладные исследования. Новосибирск: Наука, 2008.
2. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. М.: МГОФ «Знание», 1998-2015.
3. Девисилов В.А. Об уникальности российских техногенных катастроф // Безопасность в техносфере. 2009. № 5. С. 3-6.
4. Махутов Н.А. Критериальная база прочности, ресурса, надежности, живучести и безопасности машин и человеко-машинных комплексов // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2013. № 5. С. 25-36.
5. Сосновский Л.А. Механика износоустойчивого повреждения. Гомель: БелГУТ, 2007.
6. Махутов Н.А., Ахметханов Р.С., Дворецкая Т.Н., Юдина О.Н. Накопление провреждений при многофакторном нагружении и оценка вероятности возникновения аварии // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2011. №5. С. 52-63.
7. Макаров П.В., Еремин М.О. Модель разрушения хрупких и квазихрупких материалов и геосред // Физическая мезомеханика. 2013. Т. 16, №1. С. 5-26.
8. Махутов Н.А., Резников Д.О., Зацаринный В.В. Два типа сценариев аварий в сложных технических системах // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2014. № 2. С. 28-41.
9. Махутов Н.А., Резников Д.О. Использование сценарного анализа для оценки прочностной надежности сложных технических систем // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2015. №1. С. 5-13.
