Расчет на прочность

Прочность – это одна из важнейших характеристик материала, конструкции, изделия. Это свойство показывает физическую способность объекта сопротивляться разрушению в процессе эксплуатации при заданных и сверхнормативных нагрузках, под воздействием внешних факторов.

Такие исследования проводятся при проектировании объекта, для разработки конструкторской, технической и эксплуатационной документации. Для некоторого оборудования или товаров указанный параметр оценивается в ходе обязательного или добровольного подтверждения соответствия.

Зачем нужны расчеты на прочность?

У каждого изделия есть определенный набор физических характеристик. Они дают представление о возможности безопасной эксплуатации прибора в конкретных условиях, о предельно допустимых нагрузках, о мерах предосторожности для потребителей.

Прочность, как физическое свойство, характеризуется следующими признаками:

• возможностью сопротивляться воздействию внешних сил естественного или искусственного характера;
• выдерживать допустимые нагрузки в течение определенного периода времени (например, в период службы изделия);
• полностью или в значительной части сохранять свои первоначальные свойства в процессе эксплуатации;
• обеспечивать безопасность для людей, имущества и окружающей среды при нормальных условиях использования.

От чего зависят прочностные свойства?

Здесь играют роль разные факторы. Прежде всего, прочностные характеристики связаны со свойствами материалов и компонентов, входящих в состав изделия. Также это свойство определяется спецификой производства товара или конструкционным решением, особенностями сборки, монтажа, крепления. Не менее важны условия эксплуатации, в которых планируется постоянно или периодически применять оборудование/товар/сооружение.

Чем сложнее и агрессивнее внешние факторы или условия эксплуатации, тем больше нужен ресурс прочности, надежности.

Изначально, испытания проводятся в отношении динамической и статической прочности. В первом случае речь идет об устойчивости к циклическим, постоянно меняющимся нагрузкам. По статическим параметрам агрегат или сооружение проверяют на предмет устойчивости к постоянному воздействию различных сил. Также исследуются:

• общие прочностные характеристики (в отношении целого объекта);
• местные (по отдельным узлам, соединениям, компонентам).

Для каких объектов рассчитываются и проверяются данный показатель?

Прежде всего, анализ прочностных характеристик требуется при проектировании объекта – сооружения, оборудования и т.п. Надежность и устойчивость зданий зависит от характеристик конструкции, узлов и соединений.

При разработке проекта нового здания, реконструкции и других видах работ специалисты рассчитывают способность объекта противостоять несущим нагрузкам, оценивают параметры устойчивости, жесткости и упругости строения. Обязательно определяется сейсмоустойчивость, сопротивление к разрушению от природных, климатических и иных факторов.

Расчет конструкции на прочность призван подтвердить, что строение способно выдерживать воздействие различных сил в течение всего заданного периода службы.

Также прочностные исследования производят в отношении продукции, оборудования, механизмов:

• при прохождении сертификации, где подтверждается соответствие предмета оценки определенным нормам безопасности, качества;
• для разработки нормативно-технической документации (ГОСТ, технические условия и т.д.);
• оформления технической, конструкторской, эксплуатационной документации (руководство по эксплуатации, правила обслуживания, регламент, паспорт и т.д.);
• оценки фактического состояния объекта с составление дефектных ведомостей.

Комплекс испытаний зависит от целей заказчика. Для разных видов исследований есть специальные методики. Например, при проверке строительных конструкций на выносливость и усталостную прочность применяются нормы межгосударственного стандарта ГОСТ 27751-2014. При разработке единой системы конструкторской документации, для которой также проводятся расчеты на прочность, руководствуются ГОСТ 2.001-2013. Аналогичные стандарты, действующие в РФ и странах ЕАЭС, предусмотрены также для других видов испытаний и документов.

Порядок определения показателя

Инициировать проверку прочностных характеристик может производитель, поставщик, застройщик, подрядная или иная организация. Расчетный анализ опирается на исходные сведения и документы. Поэтому необходимая документация обязательно передается специалистам при заключении договора, оформлении технического задания.

Как реализуются испытания

При проведении оценочной процедуры специалисты анализируют представленную документальную базу. Обязательно изучаются данные об условиях эксплуатации объекта исследований. Далее проводится цикл тестов, что включает:

• построение информационной модели изделия или конструкции;
• оценку устойчивости к статическим/динамическим нагрузкам;
• анализ воздействия длительных нагрузок, например, от веса других строений здания;
• тестирование материалов и компонентов, что являются конструкционной особенностью механизма/товара;
• проверка на пожароустойчивость, соответствие параметрам огнестойкости и т.п.

Что касается оборудования или продукции, то выполнение расчетов осуществляется по различным физическим и механическим показателям, влияющим на прочностные характеристики. Это может быть:

• упругость;
• отсутствие деформаций при неблагоприятных внешних факторах и воздействиях;
• устойчивость к истиранию;
• морозоустойчивость;
• другие свойства.

Нормативные значения для оценки специалисты берут из профильных ГОСТ и других нормативно-технических актов.

Что выдается по результатам проверки?

Итоги исследований специалисты указывают в установленных документах. В зависимости от целей процедуры, заказчик получает:

• проектную, техническую или эксплуатационную документацию;
• конструкторскую документацию для производства;
• акты, протоколы, заключения;
• дефектные ведомости;
• чертежи, схемы, планы, другие графические материалы;
• иные документы.

Форма, содержание и сфера применения каждого из перечисленных документов отличается и зависит от специфики заявленного объекта.

Остались вопросы? Получите бесплатную консультацию в центре сертификации «ВостокТест».