Неправильный выбор коэффициента безопасности крайние случаи. Экономия всегда актуальна


При расчете отдельных составляющих суммарной тепловой нагрузки необходимо достоверно знать все перечисленные выше условия работы холодильного оборудования и режимы хранения продукции. Однако часто при расчете некоторые из этих параметров остаются неизвестными. В этом случае необходимо задаться некоторыми средними для данного режима работы параметрами и ввести коэффициент для этой составляющей . Другими словами, этот является мерой нашего незнания каких-либо условий или режимов работы камеры.

Значение коэффициента безопасности, как правило, находится в пределах от 1,0 до 1,1.

Пример расчета

Вернувшись к примеру отметим, что при расчете суточного грузооборота продукта мы воспользовались его оценочной величиной в размере 10% от полной загрузки камеры. Поэтому для данной составляющей тепловой нагрузки мы введем коэффициент безопасности равный 1,1. В результате для величины тепловой нагрузки от продукта имеем:

Q" прод = Q прод * К без = 4,936 * 1,1 = 5,43 кВт.

Кроме того, при расчете тепловой нагрузки вследствие открывания двери мы так же пользовались оценочной суточной величиной грузооборота, в связи с чем для этой составляющей нагрузки мы введем коэффициент безопасности равный 1,05:

Q" инф = Q инф * К без = 2120 * 1,05 = 2226 Вт.

коэффициент безопасности показывает во сколько раз расчетная нагрузка Р Р больше эксплуатационной Р Э.

коэффициент безопасности – опытная величина. Основное его назначение состоит в том, чтобы обеспечить отсутствие остаточных деформаций в элементах конструкции при эксплуатационных нагрузках. Для конструкционных материалов, которые применяются в АТ, это условие обеспечивается при f≈1,5. Обычно для самолетных конструкций принимают f=1,5-2, для аппаратов одноразового действия f=1-1,5. Чем больше f, тем надежнее работает конструкция, но вместе с тем растет и ее вес.

Сравнительно небольшая величина коэффициента безопасности в АТ по сравнению с другими областями техники обуславливает повышенные требования к точности расчетов на прочность авиационных конструкций, к качеству применяемых материалов, к технологии изготовления и ремонту АТ.

Коэффициентом безопасности учитывается также возможность в отдельных исключительных случаях некоторого превышения нагрузки над максимальной эксплуатационной. Вместе с тем он должен обеспечить такое значение расчетной нагрузки, которое бы за весь срок эксплуатации самолета никогда не достигалось. В прошлом удовлетворение такому требованию при выборе коэффициента безопасности обеспечивало практически абсолютную надежность авиационной конструкции. В последние годы в связи с более продолжительным сроком службы самолетов и резким увеличением скоростей полета большое влияние на прочность конструкции при длительной эксплуатации стали оказывать такие факторы, как повторные нагрузки, нагрев, а иногда и ползучесть материала, что потребовало разработки и введения новых критериев для оценки надежности конструкции.

14. Нормы прочности и жесткости самолетов.

Нормы прочности задают общий уровень прочности самолета, нагружение его основных частей и агрегатов и условия проверки их прочности при испытаниях. Нормы прочности устанавливают: а) достаточную степень прочности для различных типов самолетов, которая обеспечивает приемлемо малую вероятность разрушения аппарата при заданных для него режимах полета, взлета, посадки. Эта степень прочности задается через предельные максимально допустимые в эксплуатации параметры нагружения: n Э min =-0,5n Э max . б) эксплуатационную, т.е. наибольшую допустимую в эксплуатации, нагрузку на основные части самолета. в) коэффициенты безопасности f, которые показывают отношение разрушающей нагрузки Р разр к эксплуатационной Р экспл для основных частей и агрегатов самолета..

Нормы жесткости регламентируют допустимые деформации частей самолета – прогибы и углы крутки, устанавливают величину нагрузки, при которой не должно быть видимых остаточных деформаций, потери устойчивости обшивки и т.п. в нормах жесткости формулируются требования к значениям критических скоростей автоколебаний для несущих поверхностей самолета, эффективности рулей и пр.

15. Ограничение скорости полета и летных свойств самолетов по условиям прочности.

Современные самолеты, обладающие значительной тяговооруженностью, имеют ограничения: а) по скоростному напору q max . при превышении скорости, соответствующей q max , местные нагрузки превышают допустимые значения. Это особенно опасно для механизации, люков, фонаря и др. . Для современных самолетов q max =7500…10000даН/м 2 . б) по перегрузке в болтанку: ;

в) по температуре.

Кроме того, на больших высотах скорость может ограничиваться числом М полета по условиям обеспечения устойчивости и управляемости самолета. Скорость может ограничиваться по условиям исключения опасных деформаций и вибраций частей самолета по прочности подвесок и их узлов.

В практике расчетов на прочность принято использовать два метода оценки несущей способности конструкции: метод допускаемых напряжений и метод разрушающих нагрузок. Прежде чем рассмотреть особенности этих методов, введем некоторые определения для напряжений.

Предельные (или опасные) напряжения - это такие напряжения, при которых происходит разрушение конструкции или возникают пластические деформации. Допускаемые - наибольшие напряжения, которые допустимы в конструкции с точки зрения ее надежной и безопасной работы. Расчетные - напряжения, возникающие в конструкции под действием приложенных к ней нагрузок.

Начнем с метода допускаемых напряжений, который широко используется в общем машиностроении, где требование минимальной массы играет второстепенную роль по сравнению с требованием безопасной и долговечной работы конструкции.

Допускаемые напряжения составляют долю от предела пропорциональности а у или предела текучести а 02 , которые считаются предельными (опасными) напряжениями, т.е. [о] = о 0 2 / р, где г| - коэффициент запаса прочности для различных конструкций г|=1,5...5. На выбор требуемого коэффициента запаса прочности влияют следующие факторы:

  • 1) степень точности определения действующих нагрузок и применяемых методов расчета;
  • 2) степень однородности используемых материалов конструкции, их чувствительность к механической обработке и уровень разброса физико-механических свойств;
  • 3) ответственность детали.

Обычно коэффициент запаса прочности представляется в виде произведения частных коэффициентов запаса, учитывающих влияние различных факторов на надежность работы проектируемой конструкции.

Таким образом, при использовании метода допускаемых напряжений конструкция всегда работает в пределах упругих деформаций, причем расчетные напряжения меньше допускаемых, т.е. о р [а].

Так как пластические деформации в конструкции отсутствуют, то в этом методе коэффициенты запаса прочности по нагрузкам и напряжениям будут одинаковыми. Как следует из диаграммы растяжения стального образца, приведенной на рис. 4, это совпадение будет соблюдаться на линейном участке кривой, вплоть до предела пропорциональности а.

За пределом пропорциональности происходит перераспределение напряжений и пропорциональность между напряжениями и нагрузкой нарушается. Это означает, что на участке работы конструкции с пластическими деформациями запас прочности по напряжениям не позволяет судить о запасе прочности по ее нагрузкам. При проектировании ракет фактор массы играет решающую роль, поэтому конструкция проектируется так, чтобы прочностные свойства материала использовались полностью. Поэтому в качестве допускаемых напряжений в ракетостроении принимают предел пропорциональности или предел текучести (если остаточные деформации допустимы), а не часть их, как в общем машиностроении.

Запасы прочности в этом случае перекрывают область, где коэффициенты запаса по напряжениям и нагрузкам будут различными, и поэтому расчет конструкции ведется по разрушающим нагрузкам, которые в наибольшей степени характеризуют ее работоспособность.

Коэффициент запаса прочности в методе разрушающих нагрузок равен: г| = М разр /[ЛГ], где - допускаемая нагрузка, т.е.,

обеспечивающая возникновение безопасных напряженийданном случае предела пропорциональности).

Если ввести понятие расчетной нагрузки AL, под которой следует понимать нагрузку, действующую на конструкцию, то

представляется возможным, поэтому в методе разрушающих нагрузок поступают следующим образом.

Принимают коэффициент запаса прочности ц равным единице, а требуемый запас вводят в расчетную нагрузку, которая теперь умножается на коэффициент безопасности / Для того чтобы различать завышенную таким образом расчетную нагрузку и нагрузку, действующую на конструкцию, последнюю называют эксплуатационной 1 V, г.е. теперь N p = fN.) . Эта нагрузка и используется при расчете конструкции на прочность в методе разрушающих нагрузок. Что касается коэффициента запаса прочности, то в общем случае его можно определить экспериментальным путем после вычисления N разр. Теперь q = jV pa . jp / N p « 1 (не менее

0,98), и роль его сводится к оценке степени совершенства спроектированной конструкции.

Значение коэффициента безопасности установить теоретически довольно трудно, так как невозможно выявить все факторы, влияющие на его величину. В основном роль коэффициента безопасности сводится к компенсации:

  • 1) несоответствия между детерминистским расчетным и фактическим случайным представлением внешних нагрузок, внутренних усилий и несущей способности конструкции;
  • 2) отклонения расчетной схемы JIA и расчетных условий его нагружения от действительных.

Это заставляет набирать статистические данные по коэффициентам безопасности, чтобы использовать их в дальнейшем для проектирования новых конструкций.

В качестве примера рассмотрим типичные расчетные случаи, применяемые при проектировании отсеков баллистических ракег.

Км/ч.

На пересечениях в одном уровне скорость снижается на 20-50 % в зависимости от интенсивности на главной и пересекаемых дорогах и интенсивности автомобилей, поворачивающих налево.

При расчете скоростей на подучастках из всех скоростей, рассчитанных в зависимости от различных параметров, выбирают наименьшие значения (безопасные скорости).

Учитывая цель анализа и методику расчета скоростей, при построении графика скоростей вводят следующие допущения:

– не учитывают участки притормаживания для плавного изменения скорости при въездах на кривые малых радиусов, узкие мосты и т. д. В конце каждого участка дороги определяют максимальную скорость, которая на нем может быть развита, без учета условий движения на последующих участках;

– считают, что скорости движения возрастают до тех пор, пока не превысят безопасного значения, обеспечиваемого каким-либо

элементом плана или профиля. При дальнейших расчетах полагают, что автомобиль входит на следующий участок со скоростью, обеспечиваемой данным элементом.

Все эти допущения преследуют цель выявления наиболее неблагоприятного для безопасности режима движения автомобилей по дороге.

Расчет коэффициентов безопасности и построение графиков коэффициентов безопасности. Коэффициентом безопасности называют отношение максимальной скорости движения, обеспечиваемой тем или иным участком дороги , к максимально возможной скорости въезда автомобилей на этот участок

(9)

Чем значительнее разность скоростей и чем меньше коэффициент безопасности, тем более вероятны дорожно-транспортные происшествия на рассматриваемом участке.


Опасность дорожно-транспортных происшествий на различных участках дороги в зависимости от коэффициента безопасности, определяемого по вычисленным скоростям движения, оценивают по таблице 4.

Таблица 4 – Определение характеристики участка дороги

Характеристика участка

, коэффициент безопасности

Безопасный

> 0,8

Малоопасный

0 , 6 – 0 , 8

Опасный

0 , 4 – 0 , 6

Очень опасный

< 0 , 4

Результаты расчетов коэффициентов безопасности заносят в таблицу 5.

Таблица 5 – Значения коэффициентов безопасности по подучасткам дороги

Параметры

Номер подучастка

Скорость на входе на участок, км/ч

Скорость на участке, км/ч

Коэффициент безопасности

На линейном графике исследуемого участка дороги строят график изменения коэффициентов безопасности в виде диаграммы в обоих направлениях. На этом графике выделяют участки по степени опасности, уделяя особое внимание участкам, где значение коэффициента безопасности font-size:14.0pt">В проектах новых дорог недопустимы участки со значениями < 0,8. При разработке проектов реконструкции и капитального ремонта автомобильной дороги следует перепроектировать участки с < 0,6.

Расчет пропускной способности трассы и уровня загрузки дороги движением и построение графиков. Для оценки пропускной способности применяют метод, основанный на использовании коэффициентов ее снижения - опытных коэффициентов, отражающих влияние ухудшения условий на изменение пропускной способности по сравнению с максимальной. Максимальная пропускная способность соответствует следующим дорожным условиям и составу потока автомобилей: прямолинейный участок дороги без пересечений, ширина полосы движения 3,75 метров, сухое покрытие имеет высокую ровность и шероховатость, транспортный поток состоит только из легковых автомобилей, отсутствуют какие-либо препятствия на обочинах, вызывающие снижение скорости, погодные условия благоприятные.

Поправочные коэффициенты были установлены проф.
по данным наблюдений за скоростями движения транспортных потоков на дорогах. Такой подход к учету влияния дорожных условий на пропускную способность является очень удобным в практической работе .

Значения коэффициентов снижения пропускной способности определяют как отношение пропускной способности рассматриваемого элемента дороги к пропускной способности дороги с особо благоприятными условиями движения , т. е.

(10)

Пропускная способность в конкретных дорожных условиях (авт/ч)

(11)

где font-size:14.0pt"> (12)

(13)

где font-size:14.0pt"> – частные коэффициенты снижения пропускной

Способности, приведены в таблице Б.1.

Максимальная пропускная способность определена для дорог, имеющих

2 полосы движения – 2200 авт/ч (в оба направления);

3 полосы движения – 4000 авт/ч (в оба направления);

4 полосы движения и более – 1800 авт/ч (на одной полосе).

Для построения графика пропускной способности необходимо определить на каждом подучастке частные и общие коэффициенты снижения пропускной способности автомобильной дороги и заполнить таблицу 5.

Таблица 5 – Пропускная способность и уровень загрузки дороги движением

Коэффициенты снижения пропускной способности

Номер подучастка

1

2

3

Р


font-size:14.0pt">где font-size:14.0pt"> авт/ч;

– пропускная способность подучастка, авт/ч.

Для оценки пропускной способности дороги строят линейные графики пропускной способности Р и уровня загрузки Z в прямом и обратном направлениях.

При разработке проектов новых дорог уровень загрузки должен быть < 0,65, а при разработке проектов реконструкции font-size:14.0pt">Расчет итоговых коэффициентов аварийности и построение графиков итоговых коэффициентов аварийности. Относительная вероятность дорожно-транспортных происшествий на каждом из участков может быть также оценена обобщенным итоговым коэффициентом аварийности, вычисляемым как произведение частных коэффициентов аварийности:

(15)

Частный коэффициент аварийности - это отношение числа ДТП на участке дороги с тем или иным показателем плана или профиля к числу ДТП на эталонном участке. Эталонным участком автодороги считается горизонтальный прямой участок дороги с двумя полосами движения, шириной проезжей части 7,5 м, укрепленными обочинами шириной 3 м, с радиусами поворота 1000 м, интенсивность движения составляет 5000 авт/сут, ровным и шероховатым покрытием.

Частные коэффициенты аварийности характеризуют ухудшение условий движения, вызываемого влиянием элементов плана, продольного и поперечного профилей и придорожной полосы по сравнению с условиями движения по эталонному участку дороги. Значение частных коэффициентов аварийности , приведены в таблице Б.2.

Если значения коэффициентов аварийности на смежных участках отличаются сравнительно мало, а возможность быстрого улучшения всей дороги ограничены, необходимо установить очередность улучшения условий движения или перестройки опасных участков. Для этого при построении графиков коэффициентов аварийности дополнительно учитывают и тяжесть дорожно-транспортных происшествий. По предложению, рекомендуется вводить к частным коэффициентам поправочные коэффициенты тяжести, или стоимостные коэффициенты учитывающие возможные потери народного хозяйства от дорожно-транспортных происшествий.

За единицу дополнительных стоимостных коэффициентов принято среднее значение потерь народного хозяйства от одного дорожно-транспортного происшествия на эталонном участке дороги. Коэффициенты вычислены на основании данных об изменении средних потерь от одного дорожно-транспортного происшествия при различных дорожных условиях. Частные коэффициенты тяжести имеют в зависимости от учитываемых факторов следующие значения, приведенные в таблице Б.3 Итоговый коэффициент тяжести равен произведению частных коэффициентов:

font-size:14.0pt">Поправку к итоговым коэффициентам аварийности вводят на участках при значениях > 15. Для полной оценки степени опасности движения по дороге перемножают итоговый коэффициент аварийности на итоговый коэффициент тяжести:

Коэффициент безопасности

Коэффициент безопасности

f - используется при определении расчётных нагрузок на Рp по значениям эксплуатационных максимальных нагрузок Рэ и равен:
f = Pр/Рэ.
К. б. вводится для обеспечения высокого уровня надёжности летательного аппарата по условиям статической прочности с учётом возможных разбросов внешних нагрузок и прочностных характеристик конструкции летательного аппарата. Значения К. б. задаются в Нормах прочности, в авиастроении приняты типовые значения f от 1,5 до 2.

Авиация: Энциклопедия. - М.: Большая Российская Энциклопедия . Главный редактор Г.П. Свищев . 1994 .


Смотреть что такое "Коэффициент безопасности" в других словарях:

    Коэффициент безопасности - С – коэффициент, определяющий степень повышения контрольной нагрузки по отношению к нагрузке на изделие, соответствующей его расчетной несущей способности. [ГОСТ 8829 94] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

    Поправочный коэффициент к экспериментальному или расчетному значению взрывоопасности, определяющий предельно допустимую величину этого параметра (концентрации, температуры, давления и т.д.) для данного производственного процесса. EdwART. Словарь… … Словарь черезвычайных ситуаций

    коэффициент безопасности - — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN safety coefficientfactor of safetyf/s … Справочник технического переводчика

    коэффициент безопасности - 3.99 коэффициент безопасности (safety class resistance factor): Поправочный коэффициент к значению нагрузки или другого параметра (давления, температуры, концентрации и т.д.), определяющей степень повышения или понижения контрольного значения по… …

    коэффициент безопасности С - 3.6 коэффициент безопасности С: Коэффициент, определяющий степень увеличения контрольной нагрузки по отношению к нагрузке на изделие, соответствующей его расчетной несущей способности. Источник: ГОСТ Р 54271 2010: Анкеры для контактной сети… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    коэффициент безопасности - saugos laipsnis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. degree of safety vok. Sicherheit, f; Sicherheitsfaktor, m; Sicherheitsgrad, m rus. коэффициент безопасности, m; степень безопасности, f pranc. coefficient de sécurité, m; degré …

    коэффициент безопасности - saugos faktorius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. safety factor vok. Sicherheitsfaktor, m; Sicherheitsgrad, m rus. коэффициент безопасности, m pranc. coefficient de sécurité, m; facteur de sécurité, m … Radioelektronikos terminų žodynas

    Показатель, характеризующий условия движения на конкретном участке дороги (например, в населенном пункте или на кривой в плане) и подходе к нему. Используется для выявления опасных участков дорог.