Accounting for Tolerances in the Strength Calculations of Structures

A. O. Chernyavskii; Чернявский А. О.; O. F. Chernyavskii; Чернявский О. Ф.

doi:10.31857/S0235711923020037

Accounting for Tolerances in the Strength Calculations of Structures

Authors: Chernyavskii A.O.¹, Chernyavskii O.F.¹
Affiliations:
1. South Ural State University, 454080, Chelyabinsk, Russia
Issue: No 2 (2023)
Pages: 62-70
Section: НАДЕЖНОСТЬ, ПРОЧНОСТЬ, ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ МАШИН И КОНСТРУКЦИЙ
URL: https://rjmseer.com/0235-7119/article/view/675669
DOI: https://doi.org/10.31857/S0235711923020037
EDN: https://elibrary.ru/COUHGX
ID: 675669

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract

Calculations with accounting for variations in the structural parameters in the field of tolerances should consider not only the tolerances for the geometry of parts but also, and to an even greater extent, the tolerances for the properties of materials and the program of loading. It has been exemplified that frequently applied approaches, for instance presetting the minimum properties of material in the field of tolerances for the overall structure, can be erroneous. Rarely specified tolerances for the program of loading have also been considered; it has been demonstrated that the respective variations can influence the qualitative behavioral features of structures and change the assurance factors significantly.

Keywords

strength, tolerance, inelastic deformation, destruction

About the authors

A. O. Chernyavskii

South Ural State University, 454080, Chelyabinsk, Russia

Email: cherniavskiiao@susu.ru
Россия, Челябинск

O. F. Chernyavskii

South Ural State University, 454080, Chelyabinsk, Russia

Author for correspondence.
Email: cherniavskiiao@susu.ru
Россия, Челябинск

References

Stefanou G. The stochastic finite element method: Past, present and future // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2009. V. 198 (9–12). P. 1031. https://doi.org/10.1016/j.cma.2008.11.007
Лепихин А.М., Махутов Н.А., Москвичев В.В., Черняев А.П. Вероятностный риск-анализ конструкций технических систем. Новосибирск: Наука, 2003. 174 с.
Khodaygan S. A framework for tolerance design considering systematic and random uncertainties due to operating conditions // Assembly Automation. 2019. V. 39 (5). P. 854. https://doi.org/10.1108/AA-10-2018-0160
Rosa U.L., Goncalves L.K.S., de Lima A.M.G. Robust design of stochastic dynamic systems based on fatigue damage (Conf. Paper) // Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2021. P. 406. https://doi.org/10.1007/978-3-030-53669-5_30
Robust Parameter Design. In: Process Optimization. International Series in Operations Research & Management Science. Springer, Boston, MA. 2007. V. 105. P. 223. https://doi.org/10.1007/978-0-387-71435-6_9
Lee K.-H., Park G.-J. Robust optimization considering tolerances of design variables // Computers and Structures. 2001. V. 79 (1). P. 77. https://doi.org/10.1016/S0045-7949(00)00117-6
Couture A., Francois V., Cuilliere J.-C., Pilvin P. Automatic statistical volume element modeling based on the unified topology model // Int. J. of Solids and Structures. 2020. V. 191. P. 26.
Kriegesmann B. Robust design optimization with design-dependent random input variables // Structural and Multidisciplinary Optimization. 2020. V. 61. Iss. 2. P. 661.
Похабов Ю.П., Шендалёв Д.О., Колобов А.Ю., Наговицин В.Н., Иванов Е.А. К вопросу установления коэффициентов безопасности и запасов прочности при заданной вероятности неразрушения силовых конструкций // Cибирский аэрокосмический журнал. 2021. Т. 22. № 1. С. 166. https://doi.org/10.31772/2712-8970-2021-22-1-166-176
ASME Boiler and Pressure Vessel Code. Section VIII – Rules for Construction of Pressure Vessels. Division 2 – Alternative Rules (BPVC-VIII-2-2019). American Society of Mechanical Engineers, 2019. 872 p.
Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок ПНАЭ Г-7-002-86. М.: Энергоатомиздат, 1989. 525 с.
Martínez-Frutos J., Ortigosa R. Robust topology optimization of continuum structures under uncertain partial collapses // Computers and Structures. 2021. V. 257. P. 106677. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2021.106677
Зарубин В.С. Прикладные задачи термопрочности элементов конструкций М.: Машиностроение, 1985. 293 с.
Гохфельд Д.А., Гецов Л.Б., Кононов К.М. и др. Механические свойства сталей и сплавов при нестационарном нагружении. Справочник. Екатеринбург: УрО РАН, 1996. 408 с.
Ножницкий Ю.А., Качанов Е.Б., Голубовский Е.Р., Куевда В.К. Требования к порядку и процедурам оценки расчетных значений характеристик конструкционной прочности металлических материалов основных и особо ответственных деталей при сертификации авиационных газотурбинных двигателей // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва. 2015. Т. 14. № 3-1. С. 37.
Махутов Н.А., Чернявский О.Ф., Чернявский А.О., Гаденин М.М. Условия существования знакопеременного неупругого деформирования при малоцикловом нагружении // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2008. № 5. С. 53.