Russian Federation
Prezidium RAN po problemam bezopasnosti ( Rukovoditel' rabochey gruppy)
Moskva, Moscow, Russian Federation
The paper proposes a new methodological approach, coupled with complex analysis of reaching damages and limit states of materials and structural elements under multi-parameter actions of various kinds of loads and the environment, taking into account changes in the stress-strain state, material properties and the kinetics of components damageability as well as time factor. We propose to consider damageaccumulation as a multi-level analysis, uniting a group of micro, mesoand macroscales and analyze it in probabilistic setup. During the damageextentestimation we invite to use the method of modulus of rupture variationand a method based on the analysis of changes in stiffness matrix in model studies. Also in this regard, are considered the probability matrix methods of scripting to achieve the ultimate states, which provide construction of macro- vulnerability matrix, mezovulnerability matrix and vector of threats.
limit state, damage accumulation, multiparameter loading, vulnerability, fracture.
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. Makhutov N.A. Prochnost´ i bezopasnost´. Fundamental´nye i prikladnye issledovaniya [Strength and safety. Basic and applied research]. Novosibirsk, Nauka Publ., 2008.
2. Bezopasnost´ Rossii. Pravovye, sotsial´no-ekonomicheskie i nauchno-tekhnicheskie aspekty [The safety of Russia. Legal, socio-economic and scientific-technical aspects]. Moscow, MGOF «Znanie» Publ., 1998–2015.
3. Devisilov V.A. Ob unikal´nosti rossiyskikh tekhnogennykh katastrof [On the uniqueness of the Russian technogenic disasters]. Bezopasnost´ v tekhnosfere [Safety in technosphere]. 2009, I. 5, pp. 3–6.
4. Makhutov N.A. Kriterial´naya baza prochnosti, resursa, nadezhnosti, zhivuchesti i bezopasnosti mashin i cheloveko-mashinnykh kompleksov [Criterion base of strength, resource, reliability, survivability and safety of machines and human-machine systems]. Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin [Journal of Machinery Manufacture and Reliability]. 2013, I. 5.
5. Sosnovskiy L.A. Mekhanika iznosoustoychivogo povrezhdeniya [Mechanics wear-resistant damage]. Gomel, BelGUT Publ., 2007.
6. Makhutov N.A., Akhmetkhanov R.S., Dvoretskaya T.N., Yudina O.N. Nakoplenie povrezhdeniy pri mnogofaktornom nagruzhenii i otsenka veroyatnosti vozniknoveniya avarii [Accumulation of damage during multivariate loading and evaluation of the probability of an accident]. Problemy bezopasnosti i chrezvychaynykh situatsiy [Safety and emergencies problems]. 2011, I. 5, pp. 52–63.
7. Makarov P.V., Eremin M.O. Model´ razrusheniya khrupkikh i kvazikhrupkikh materialov i geosred [Model fracture of brittle and quasi-brittle materials and geomedia]. Fizicheskaya mezomekhanika [Physical Mesomechanics]. 2013, V. 16, I. 1, pp. 5–26.
8. Makhutov N.A., Reznikov D.O., Zatsarinnyy V.V. Dva tipa stsenariev avariy v slozhnykh tekhnicheskikh sistemakh [Two types of accident scenarios in complex technical systems]. Problemy bezopasnosti i chrezvychaynykh situatsiy [Safety and emergencies problems]. 2014, I. 2, pp. 28–41.
9. Makhutov N.A., Reznikov D.O. Ispol´zovanie stsenarnogo analiza dlya otsenki prochnostnoy nadezhnosti slozhnykh tekhnicheskikh sistem [Use scenario analysis to evaluate the strength reliability of complex technical systems]. Problemy mashinostroeniya i avtomatizatsii [Engineering and Automation Problems]. 2015, I. 1, pp. 5–13.
