Принципы построения расчетных методик

Для того чтобы выбрать конструктивно-технологичес­кое решение и размеры несущей конструкции на стадии проектирования или оценить возможность ее дальнейшей, безопасной эксплуатации, производят расчетную провер­ку по условиям работоспособности и долговечности. Их выполнение должно свидетельствовать о том, что при за­данном режиме эксплуатации в конструкции не возник­нут отказы.

Все расчетные методы приближенны, поскольку они ба­зируются на теоретических моделях, которые неизбежно содержат более или менее грубые допущения, или эмпири­ческих зависимостях, полученных в условиях, неизбежно отличных от эксплуатационных. Кроме того, исходные дан­ные, используемые в расчете (размеры, нагрузки, прочност­ные и усталостные характеристики), обычно имеют неко­торую погрешность. Достоверность результатов расчета, естественно, получается не выше достоверности использо­ванных теоретических моделей и исходных данных.

Инженерная методика расчета должна удовлетворять следующим требованиям:

а) использовать в качестве исходных данных величины, значения которых доступны для инженера;

б) иметь вид, удобный для инженерного применения, т. е. представлять собой ясный алгоритм или программный продукт с соответствующими инструкциями;

в) давать результат с приемлемой погрешностью в запас надежности;

г) содержать указания о границах области их примене­ния.

Инженерные расчеты стро­ятся в форме сравнения двух параметров. Один параметр (Λ) характеризует фактическое состояние или поведение конструкции, а другой (Ф) — предельное. Так, например, сравнивается действующее напряжение с допускаемым на­пряжением, долговечность с требуемой долговечностью, про­гиб с допустимым прогибом, расчетная вероятность нераз­рушения с нормативной вероятностью неразрушения. В зависимости от характера условия эта проверка имеет вид неравенства

Λ≤Ф или Λ ≥Ф. (9.1)

Структура расчетных условий и правила определения величин Λ и Ф должны обеспечивать достаточно высокую надежность расчета. Кроме того, в структуре расчетного ус­ловия должен быть предусмотрен механизм учета ряда факторов, которые вносят элемент неопределенности в ре­зультаты расчета (вероятностная природа физических величин и процессов; приближенность и неполнота используемых в расчете математических моде­лей, описывающих процессы и явления, приводящие к от­казам; учет степени от­ветственности рассчитываемого элемента и конструкции в целом).

Принципы построения расчетных условий вида (9.1), страхующих конструкцию от возможных отказов (чрезмерная пластическая или упругая деформация, хрупкое разрушение, усталостное повреждение, потеря устойчивости, коррозионное повреждение, изнашивание и т.п.) и правила определения расчетных параметров (Λ и Ф) для них образуют систему инженерных расчетов.