Рассмотрение напряжений

VI.44. И при демонстрации путем испытаний, и при выполнении анализа расчет коэффициента интенсивности приложенных напряжений у вершины опорного дефекта следует основывать на максимальных растягивающих напряжениях в элементах, критических в отношении разрушения, выбор которых обосновывается конструктором и согласовывается с компетентным органом. Элементы, критические в отношении разрушения, определяются как элементы, разрушение которых может приводить к прорыву или разрушению системы герметизации. Напряжения могут определяться расчетом для упаковки без дефектов. Широко применяемые методы включают прямые расчеты напряжений специалистом в области норм динамического анализа на основе метода конечных элементов или косвенные расчеты напряжений по результатам испытаний. В рамках анализа методом конечных элементов подход к оценке ударных нагрузок может включать либо попытку моделирования инерционных воздействий, либо квазистатический анализ при условии, что реакции ограничителей удара и корпуса упаковки могут рассматриваться независимо. Применение компьютерных программ на основе конечных элементов следует ограничивать теми программами, которые способны выполнять анализ при ударах, и теми конструкторами, которые продемонстрировали свою квалификацию, удовлетворительную для компетентного органа. Компьютерная модель должна быть настроена так, чтобы давать точные результаты в критических областях для каждой изучаемой точки приложения и пространственной ориентации ударного воздействия. Если поле напряжений выводится по результатам измерения поверхностных напряжений при испытаниях масштабной модели либо натурной упаковки, то это выводимое поле напряжений также следует обосновывать. Следует учитывать возможную погрешность измерения напряжений как за счет ошибок размещения, так и из-за влияния конечной длины датчиков, когда они располагаются в зонах локальной концентрации напряжений. Применяемый коэффициент интенсивности напряжений может быть рассчитан по результатам анализа напряжений или консервативно по справочным формулам, учитывающим форму дефекта и другие факторы, определяемые геометрией и материалом.

VI.45. Поскольку вычисленные поля напряжений могут зависеть от поведения ограничителей удара, распределения массы и конструктивных характеристик самой упаковки, обоснование напряжений будет, в свою очередь, зависеть от обоснования аналитических моделей. Если функция обеспечения того, что проектный уровень напряжений на опорных дефектах при предполагаемой минимальной вязкости разрушения не превышен, возложена на ограничители удара, то конструктору следует выполнять валидацию анализа для компетентного органа, включая обоснование коэффициентов безопасности, для учета неопределенностей. Опыт выполнения динамического анализа методом конечных элементов показал, что можно получить достаточно надежные или консервативные оценки пиковых напряжений при следующих условиях:

(i) компьютерная программа способна анализировать ударные события;

(ii) используются надежные или консервативные характеристики свойств;

(iii) модель либо точна, либо имеет консервативные упрощения;

(iv) анализ выполняется квалифицированным персоналом.

Обоснование полей напряжений, получаемых по результатам испытаний, будет зависеть от обоснования характеристик испытательного оборудования, положения и интерпретации получаемых данных. Оценка как рассчитанных, так и производных полей напряжений может также потребовать понимания соответствующих динамических характеристик материала и структурных характеристик конструкции.

VI.46. Дополнительные рекомендации по применению метода 3 можно найти в других источниках [VI.28 - VI.30].