Дослідження напружено-деформованого стану осесиметричних пружно-пластичних циліндричних оболонок під впливом локального імпульсного навантаження
Дослідження і аналіз впливу фізичних властивостей матеріалу та геометричних параметрів оболонки на її напружено-деформований стан. Вивчення особливостей прикладення навантаження, змінювання і руху зони навантаження в процесі деформування оболонки.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 18.11.2013 |
Размер файла | 240,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
Дослідження напружено-деформованого стану осесиметричних пружно-пластичних циліндричних оболонок під впливом локального імпульсного навантаження
Загальна характеристика роботи
оболонка деформований навантаження
Актуальність теми. Проектування нової техніки, створення прогресивних технологій, сучасних машин і устаткування тісно пов'язано з необхідністю математичного моделювання і розроблюванням нових високоефективних засобів аналізу фізичних і технологічних процесів. Зокрема, до таких процесів можна віднести моделювання технологічних процесів формотворення деталей і виробів машинобудівних конструкцій із використанням імпульсних джерел енергії, прогнозування динамічної міцності конструкційних елементів, що зазнають нестаціонарних імпульсних навантажень. Актуальність таких досліджень зумовлена чималим збільшенням числа об'єктів, що працюють в динамічних режимах, а також зростанням вимог, що ставляться до розрахунків їх міцності.
В таких задачах важливе місце займає аналіз хвильових процесів в пружно-пластичних тілах циліндричної форми. Сучасна теорія дослідження нестаціонарних процесів деформування пружно-пластичних оболонок і пластин розроблена недостатньо повно, щоб дати достатньо обгрунтовану і вичерпну відповідь для практики. Вимагає розвитку свого вирішення пряма задача дослідження процесу формозмінювання деталей під дією заданих параметрів і умов навантаження. Залишається важливим і обернена задача вибору параметрів зовнішнього навантаження на підставі бажаних результатів розділення чи формотворення.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у відділі нестаціонарних механічних процесів Інституту проблем машинобудування ім. А.Н. Підгорного НАН України відповідно до плану науково-дослідних робіт НАН України (д/т 1.7.2. №173 «Создание методов и технических средств решения проблем динамической прочности и диагностики механического состояния элементов энергетических установок»), а також відповідно до Договору про науково-технічне співробітництво з ЦАСО від 10 квітня 1997 г. «Міцностні та балістичні розрахунки метальних систем».
Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка ефективної математичної моделі та розвиток чисельно-аналітичного методу дослідження процесу нестаціонарного осесиметричного деформування пружно-пластичних циліндричних оболонок кінцевих розмірів під впливом локального імпульсного навантаження. Для досягнення цієї мети в дисертації поставлені та досліджені такі задачі:
виведення і дослідження динамічних рівнянь уточненої теорії деформування оболонок Тимошенка - Доннелла при локальному імпульсному навантаженні;
розробка методики застосування методу пружних розв'язків в варіанті методу фіктивних навантажень до розв'язання нелінійних задач пружнопластичного деформування циліндричних оболонок;
дослідження і аналіз впливу фізичних властивостей матеріалу та геометричних параметрів оболонки на її напружено-деформований стан;
дослідження і урахування впливу швидкості деформування на фізичні властивості матеріалу і, як наслідок, на поведінку оболонки;
вивчення особливостей прикладення навантаження, змінювання і руху зони навантаження в процесі деформування оболонки.
Основна задача полягає в теоретичному дослідженні нестаціонарних хвильових процесів в пружно-пластичних циліндричних оболонках при локальному імпульсному навантаженні, утворенні, обгрунтуванні і апробації комплексу програм, що дозволять реалізувати на ПЕОМ чисельно-аналітичний спосіб розв'язання нестаціонарних задач теорії Тимошенка - Доннелла. У роботі одержав подальший розвиток чисельно-аналітичний спосіб моделювання і вивчення механічних деформаційних процесів в умовах нестаціонарного навантаження. Нелінійна задача пружно-пластичного деформування оболонки вирішується покроковим методом пружних розв'язків в постановці методу фіктивних навантажень. Використання аналітичних перетворень Лапласа, розділення перемінних тощо дозволяє суттєво спростити обчислення і прискорити процес одержання рішення. Фізичний закон деформування s - e (діаграма напруження - деформації) апроксимується білінійною або в загальному випадку полілінійною залежністю.
Наукова новизна і теоретична цінність роботи полягає в тому, що:
на основі рівнянь уточненої динамічної теорії оболонок Тимошенка - Доннелла побудовані математичні моделі, що описують нестаціонарні хвильові процеси в пружно-пластичних тілах циліндричної форми при імпульсному навантаженні з урахуванням впливу швидкості деформування, зсувних деформацій та інерційних властивостей системи;
розроблений чисельно-аналітичний спосіб дослідження нестаціонарних хвильових процесів в циліндричних конструкційних елементах;
на підставі розроблених моделей вирішена задача деформування пружно-пластичної циліндричної оболонки під впливом локального імпульсного навантаження. Проведено дослідження нестаціонарних хвильових процесів в циліндричних оболонках при різноманітних умовах закріплення і в різних режимах навантаження, в тому числі під впливом рухомого навантаження;
досліджено вплив фізичних і геометричних параметрів, швидкості деформування, міцнісних властивостей матеріалу на напружено-деформований стан оболонки;
розроблений комплекс програм, що дозволять реалізувати на ПЕОМ чисельно-аналітичний спосіб розв'язання нестаціонарних задач пружно-пластичного деформування циліндричних оболонок.
Вірогідність результатів і висновків підтверджується коректністю постановок задач, обгрунтованістю теоретичних припущень, точністю засобів, що використовувалися при одержанні розв'язку, оцінкою збіжності результатів на основі чисельних експериментів, зіставленням одержаних результатів із аналітичними і чисельними розв'язками, наведеними в літературних джерелах, а також із експериментальними даними.
Практична цінність роботи полягає в тому, що методики і результати дослідження напружено-деформованого стану (НДС) циліндричних оболонок при локальному імпульсному навантаженні, одержані в дисертації, можуть знайти застосування при проектуванні і аналізі параметрів конструкцій, які містять оболонкові конструкційні елементи під впливом короткочасних динамічних навантажень.
Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідалися і обговорювалися на міжнародній конференції «Современные приборы, материалы и технологии для технической диагностики и неразрушающего контроля промышленного оборудования. Элементная база и комплектующие для приборов НК. Подготовка специалистов в сфере неразрушающего контроля и технической диагностики» (ХДТУРЕ, 1998 р.), на XXVII та XXIX конференціях викладачів, аспірантів і співробітників ХДАМХ (1996 і 1998 рр.).
Публікації. По темі дисертації опубліковано 9 друкованих робіт: 5 статей, 3 доповіді на наукових конференціях, 1 препринт.
Особистий внесок автора: всі результати дисертаційної роботи одержані особисто автором. В роботах [1-9] авторові належить розробка математичних моделей і чисельно-аналітичного методу дослідження осесиметричного деформування пружно-пластичних циліндричних оболонок, чисельна реалізація методу, узагальнення одержаних результатів і формулювання висновків.
Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів і висновку, списку використаних літературних джерел із 86 найменувань, 39 рисунків, 3 таблиць. Повний обсяг дисертації містить 140 сторінок, серед них 130 сторінок друкованого тексту.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обгрунтовується актуальність теми дисертації, її практична і наукова цінність, формулюється мета роботи.
У першому розділі наведений огляд досліджень з питань напружено-деформованого стану циліндричних оболонок при локальному осесиметричному імпульсному навантаженні, високошвидкісного деформування тіл циліндричної форми, властивостей матеріалів в пружнопластичній області. Великий внесок в оформлення класичної механіки оболонок здійснили роботи С.А. Амбарцумяна, В.В. Болотiна, В.З. Власова, А.С. Вольмiра, Б.Г. Гальоркiна, А.І. Лур'є. Поширення можливостей класичної теорії пов'язане з внесенням коректив, що спираються на «зсувну» модель, та були внесені Релеєм і С.П. Тимошенком в теорію поперечних коливань стержнів. Цим проблемам присвячені дослідження Л.Я. Айноли, У.К. Нiгула, Н.З. Якушева. За невеликим винятком всі ці теорії грунтуються на моделі Тимошенка і відрізняються одна від іншої лише характером виведення рівнянь. Питання дослідження нестаціонарних динамічних процесів в пластинах і оболонках, зв'язаних із імпульсним навантаженням, розглядалися в роботах А.В. Агафонова, Spillers'a та ін. Окрім того, треба відзначити задачу про динаміку оболонок, що знаходяться під дією ударних і рухомих навантажень. Подібні задачі розглядаються в роботах В.Л. Агамiрова, А.С. Вольмiра, Ю.С. Воробйова, В.І. Севрюкова, А.В. Колодяжного, А.П. Фiлiппова, Є.Г. Янютiна, С.С. Кохманюка. Великий внесок в теорію і практику рішення нелінійних завдань було зроблено В.В. Новожиловим, А.С. Вольмiром, П.Ф. Папковичем. Різноманітним аспектам теорії пружнопластичного деформування пологих оболонок і пластин, вирішенню геометрично і фізично нелінійних задач присвячені роботи Б.Я. Кантора, А.В. Бурлакова, А.Г. Угодчикова, Ю.Г. Коротких.
Деформаційна теорія пластичності в різних модифікаціях широко застосувалась багатьма авторами при дослідженні пружнопластичних деформацій елементів конструкцій. Основи її були закладені Т. Карманом, розвинуті в роботах Д. Тейлора, Х.А. Рахматуллiна, А.А. Iльюшина. Автори спиралися на припущення про існування єдиної динамічної діаграми деформування, що дозволило їм установити пряму функціональну залежність між напруженнями і деформаціями при активному навантаженні з достатньо великою швидкістю. В динамічних задачах деформаційна теорія пластичності успішно використовувалася в роботах А.А. Iльюшина, М.П. Галiна, Х.А. Рахматуллiна, А.П. Фiлiппова, А.С. Вольмiра, Саймондса та ін. Академіком А.П. Фiлiпповим докладно викладений і обгрунтований спосіб вирішення задач пружнопластичного деформування елементів конструкцій за допомогою розкладу шуканих функцій в ряди, з виділенням пружної і пластичної складових внутрішніх зусиль. Подальший розвиток ці методи одержали в роботах учених Інституту проблем машинобудування ім. А.Н. Підгорного НАН України А.В. Колодяжного, В.І. Севрюкова, В.А. Скляр, В.В. Бiзюка, В.Г. Клименка, І.І. Скоблик, Л.Г. Романенка, С.С. Кохманюка, Є.Г. Янютiна, Ю.С. Воробйова, М.М. Маштакова. Відомих результатів досягнуто представниками нижньогородської школи математиків А.Г. Угодчиковим, Ю.Г. Коротких, В.Г. Баженовим, які застосовували варіаційно-різницеві методи, а також метод скінченних елементів для вирішення двомірних задач динаміки пружно-пластичних оболонок. На підставі проведеного огляду можна зробити висновок про недостатньо повну розробку методів математичного моделювання нестаціонарних хвильових процесів деформацій в оболонкових конструкційних елементах. Виникає необхідність створення ефективних чисельних алгоритмів дослідження перехідних процесів для складних випадків навантаження. Вирішенню деяких питань в цьому напрямі присвячений матеріал даної дисертації.
У другому розділі розглянута задача нестаціонарного пружного деформування циліндричної оболонки кінцевої довжини. Нестаціонарна реакція оболонки зумовлена процесом розповсюдження хвиль напружень в ній. Поведінку оболонки досліджено на основі рівнянь теорії, що враховує деформацію зсуву і інерцію повороту шару:
;
;
. (1)
Ця система трьох диференціальних рівнянь в частинних похідних гіперболічного типу щодо невідомих функцій переміщень u (x, t), w (x, t), j(x, t) є основною системою задачі. Вона має три характерні жорсткості: згинальну, розтягнення-стиснення, поперечного зсуву, та три інерційних члени: поздовжню, поперечну та обертальну інерції.
Осесиметричне навантаження може бути прикладено довільно уздовж твірної оболонки. Особлива увага приділялася навантаженням, зона прикладення яких носила локальний характер - смугою від х0 до х1. Тимчасова складова навантаження в задачах цього класу може становити комбінацію постійної і затухаючої компонент. При вирішенні практичних задач використовувався експоненціальний закон убування навантаження з часом, відповідний хвильовому навантаженню:
. (2)
Розв'язок системи передбачається шукати у вигляді суми ряду, що включає добуток двох компонент - невідомих функцій un (t), які залежать від часу і підлягають визначенню, та базисних координатних функцій ux (n, х), що задовольняють граничні умови. Наданий спосіб вирішення задач швидкісного пружнопластичного навантаження докладно розглянутий в роботах академіка А.П. Філіппова. При вирішенні задач, як правило, приймалися нульові початкові умови і граничні умови, що відповідають шарнірному закріпленню, для яких у вигляді базисних прийняті тригонометричні функції
,
,
. (3)
При цьому навантаження розкладаються у відповідні тригонометричні ряди за всією довжиною оболонки. Після підстановки цього розв'язку в систему (1) і переходу в простір зображень (перетворення Лапласа) для часової складової, можна одержати для функцій переміщень розв'язок у вигляді відношення поліномів. Наприклад, для u
, (4)
де w2i - квадрат відповідної власної частоти,
ai - коефіцієнт затухання i-ї складової навантаження (i = 1..3).
Вирази для коефіцієнтів (в частковому випадку навантаження, що убуває по експоненціальному закону) можна записати так:
,
,
. (5)
Після відновлення з простору Лапласа розв'язок може бути записано у вигляді суми ряду, в якому коефіцієнти Сi, Di, ei знаходяться по формулам (5). Структура розв'язку відповідає сумі власних коливань (гармонік) з амплітудою, пропорційною зовнішньому навантаженню, і вимушеної складової, відповідної зовнішньому навантаженню (експонента, що убуває):
(6)
Із використанням одержаних значень переміщень по формулах Коші і фізичних співвідношеннях легко знайти розподіл деформацій і напружень уздовж твірної оболонки і по товщині оболонки в даний момент часу.
Довільні граничні умови пропонується реалізувати за рахунок фіктивного поширення довжини оболонки L і введення на деякій відстані від країв додаткових фіктивних навантажень. Дані фіктивні навантаження повинні будуть компенсувати переміщення або зусилля, що виникають при вирішенні задачі для шарнірного спирання оболонки, зводячи їх до обмежень конкретних граничних умов.
Як приклад розглянута задача нестаціонарного пружного деформування циліндричної оболонки при різноманітних умовах закріплення, під впливом імпульсного і рухомого навантажень.
У третьому розділі досліджується напружено-деформований стан пружно-пластичної оболонки при локальному імпульсному навантаженні. Математична модель матеріалу враховує вплив швидкості деформації. Розрахунки ведуться із застосуванням напіваналітичного покрокового методу пружних розв'язків у варіанті методу фіктивних навантажень. Внутрішні зусилля (згинальний момент, зусилля в серединній поверхні оболонки, перерізуючі сили) наведені у вигляді різниць:
Т1упр = Т1 - Т1s; (7)
де Т1упр - пружні зусилля,
Т1s - фіктивні внутрішні зусилля від різниці напружень, що змінюються по пружному закону, і напружень, що визначаються законом зміцнювання в зонах розвитку пластичних деформацій.
Для інших зусиль вирази аналогічні.
Для вияву і наступного аналізу внеску цих додаткових членів підставляємо вираз (7) в систему (1). Члени, що враховують вплив нелінійності (Т1s, Т2s, M1s, Q1s), з відповідними коефіцієнтами переносяться в праву сторону рівняння і при застосуванні методу пружних розв'язків розглядаються як деяке додаткове навантаження, вираз для якого відомий з попереднього кроку інтегрування. В результаті одержуємо систему трьох рівнянь в переміщеннях, ліві частини яких лінійні, а праві містять реальні і фіктивні навантаження, що залежать нелінійно від функцій зміцнення. Система (1) приймає вигляд:
;
;
. (8)
Величини фіктивних додаткових навантажень, що враховують вплив нелінійності закону зміцнення, визначаються на основі різниці пружних зусиль і моментів (розв'язок лінійної задачі) і відповідних реальних зусиль і моментів згідно з (7), та знаходяться чисельним інтегруванням по товщині оболонки за допомогою квадратурних формул Ньютона - Котеса. Значення напружень в даній точці оболонки з конкретною координатою z по товщині знаходяться відповідно до теорії малих пружно-пластичних деформацій. При виконанні розрахунків використовувалася, як правило, білінійна або полілінійна (триланкова) апроксимація діаграми розтягнення-стискування матеріалу:
, (9)
де індексом k позначена відповідна дільниця ламаної.
Також враховувався вплив швидкості деформування на величину границі текучості у степеневому вигляді:
, (10)
де і - динамічна і статична границі текучості відповідно,
ei - інтенсивність швидкості деформації,
D і n - параметри, що характеризують вплив швидкісного деформування на міцнісні властивості матеріалу.
Для урахування залишкових напружень і деформацій, що виникають в оболонці внаслідок дії пружного розвантаження, запишемо відповідні фізичні співвідношення:
,
,
. (11)
Після використання даних виразів для знаходження величини внутрішніх зусиль і моментів (складання формул) з'являється додатковий доданок, що враховує саме вплив залишкових напружень і деформацій. Ці зусилля також розглядаються як додаткові фіктивні навантаження.
На кожному часовому кроку розрахунку у методі пружних розв'язків знаходимо розв'язок відповідно до формул (3 - 6). Далі по формулах Коші і фізичних співвідношеннях легко знаходимо розподіл деформацій і напружень уздовж твірної оболонки і по товщині оболонки в даний момент часу. Якщо інтенсивність напружень така, що в перетині наступає стан пластичності, то обчислюються фіктивні додаткові моменти і зусилля (7). При розвантаженні, коли приріст деформацій в даному перетині стає від'ємним, обчислюються додаткові доданки у відповідності з (11). Ці доданки надалі враховуються у вигляді фіктивних навантажень на наступному кроці інтегрування відповідно до (8).
У четвертому розділі наведені розв'язки задач пружнопластичного деформування оболонки при різноманітних умовах навантаження і закріплення, проводиться зіставлення тестових розв'язків із відомими в літературі даними. Так, в серії чисельних експериментів розглядалися різні математичні моделі фізичних властивостей матеріалів: що використовують бiлiнійну або полілінійну апроксимацію закону деформування (s - e); що враховують вплив швидкості деформації в формі (10) і що не враховують таку. Типові результати розрахунків наведені на рис. 1.
Рис. 1 - Розвиток інтенсивності напружень з плином часу для різних математичних моделей фізичних властивостей матеріалу.
На рис. 1 пунктиром позначені результати розрахунків для математичних моделей, що використовували білінійну апроксимацію закону деформування, суцільною лінією - результати розрахунків для математичних моделей, що використовували полінійну апроксимацію. Більш товсті лінії відповідають моделям з урахуванням впливу швидкості деформації, більш тонкі - моделям без урахування цього впливу. Графіки мають свої характерні властивості для різних математичних моделей фізичних властивостей матеріалу і деяку різницю в абсолютних значеннях. Дослідження різноманітних варіантів урахування фізичних параметрів матеріалу дозволяє надати перевагу математичній моделі діаграми деформування пружнопластичного матеріалу із полілінійною (триланковою) залежністю (s - e) і з урахуванням швидкості деформування матеріалу в степеневій формі, охарактеризувавши дану модель як оптимальну.
В іншій серії експериментів був виконаний аналіз впливу ширини зони навантаження на напружено-деформований стан пружнопластичної оболонки. Навантаження - розподілене тиснення, що описано формулою (2). Тиск прикладений смугою посередині оболонки. Ширина зони прикладення навантаження і її початкова амплітуда варіювалися таким чином, щоб сумарний імпульс навантаження залишався постійним.
Рис. 2. - Залежність величин максимальних напружень розтягнення і напружень зсуву від відношення ширини зони навантаження до довжини оболонки
На рис. 2 наведений графік максимально досягнутих напружень розтягнення і зсуву залежно від співвідношення ширини зони навантаження l0 до довжини оболонки L. Напруження розтягнення sq показані суцільною лінією, перерізуючі (тангенціальні) tху - пунктиром.
При невеликій ширині зони прикладення навантаження тангенціальні напруження переважають над напруженнями розтягання, а значить, найбільш вірогідним буде процес розділення по схемі зрізу. При збільшенні ширини зони навантаження величина тангенціальних напружень у відношенні до розтягуючих зменшується, і більш вірогідним стане розділення по схемі розриву.
Також у цьому розділі розглянуті деякі інші практичні задачі, зокрема обчислена критична швидкість розповсюдження навантаження, що викликає небезпечне з точки зору міцності резонансне зростання амплітуди коливань. Розглянута також задача обчислення параметрів напружено-деформованого стану та перевантажень у системах розстикування блоків космічних апаратів.
Основні висновкі та результати
В заключній частині сформульовані основні теоретичні і практичні висновки, одержані внаслідок наведених в дисертації досліджень:
Розроблений чисельний метод розв'язання динамічної задачі для однорідної циліндричної оболонки в умовах плоскої деформації при осесиметричному навантаженні. Використовувалася система рівнянь типу Тимошенка - Доннелла уточненої теорії оболонок. На основі побудованого розв'язку досліджено динамічну поведінку осесиметричної циліндричної оболонки при впливі на неї локалізованого та рухомого імпульсного навантаження. Аналіз чисельних результатів дає можливість оцінити загальну картину напружено-деформованого стану оболонки, виділити найбільш небезпечні з точки зору міцності зони оболонки, охарактеризувати схему руйнування позамежно деформованих перетинів.
Розроблена методика дослідження нестаціонарних коливань пружнопластичної циліндричної оболонки на основі методу пружних розв'язків в варіанті методу фіктивних навантажень. Методика використовує закон деформування матеріалу із бiлiнійним або полілінійним зміцненням і врахуванням швидкості деформацій матеріалу в перетині у вигляді степеневої залежності. Розглянуті як пружнопластичне зростання деформацій, так і стадія пружного розвантаження з визначенням залишкових деформацій і напружень. Пропонована методика дає задовільні результати не тільки у разі, коли в процесі розвантаження матеріал не виходить знов за границі пружності, але і в складних випадках повторного навантаження, за умови, що система зовнішніх сил не змінюється якісно, а лише пропорційно початковій системі навантажень.
Розроблений алгоритм чисельно-аналітичного розв'язку задачі на ПЕОМ. Досліджено одержаний перехідний розв'язок для початкового періоду локального імпульсного деформування циліндричної оболонки і вплив варіацій параметрів оболонки на величини прогинів і напружень. Встановлено переважання напружень розтягання в оболонці і, як наслідок, руйнування оболонки за схемою відриву. Проте при деяких схемах навантаження і впливі крайового ефекту (замурування) виявлено переважання перерізуючих сил над вигинними, особливо в початкові моменти часу. Таким чином, в цих випадках руйнування буде відбуватися за схемою зрізу. Розрахунки показали, що даний ефект має місце при сильно локалізованому навантаженні високої інтенсивності поблизу закріплених опор.
Вирішена задача пружнопластичного деформування осесиметричних циліндричних оболонок при впливі на них ударно-іпмульсних локальних навантажень. При розрахунках використовувалася аналітична форма закону деформування (si - ei) в пружній (лінійній) і пластичній (нелінійній) областях при заданому законі деформаційного і кінематичного зміцнень. Враховувався також вплив швидкості деформації на величину границі текучості матеріалу у вигляді степеневої залежності. Зіставлення тестових результатів із відомими даними інших авторів показало високу точність і достовірність роботи програми. Дослідження різноманітних варіантів урахування фізичних параметрів матеріалу дозволяє обрати модель діаграми деформування пружнопластичного матеріалу з полілінійною (триланковою) залежністю (si - ei) як оптимальну.
Досліджено напружено-деформований стан пружно-пластичної циліндричної оболонки при впливі на неї внутрішнього тиску з зоною навантаження, що поширюється з часом. Визначені кінематичні і деформаційні характеристики оболонки, розподіл напружень з часом в просторі уздовж твірної оболонки. Дана оцінка динамічної міцності конструкції по значенню динамічної границі текучості, що дозволить виявити резерви в підвищенні навантажень, які допускаються.
Таким чином, проведений чисельний аналіз динамічної поведінки циліндричної оболонки при локальному осесиметричному імпульсному навантаженні показав, що для вирішення даного класу задач оптимальною треба вважати методику, яка грунтується на рівняннях уточненої теорії оболонок Тимошенка - Доннелла, що враховує вплив перерізуючих сил та інерції повороту нормального елемента оболонки. Методика, що пропонується, використовує аналітичну форму закону деформування (si - ei) в пружній (лінійній) і пластичній (нелінійній) областях при заданому законі деформаційного і кінематичного зміцнень. Враховується також вплив швидкості деформації на величину границі текучості матеріалу у вигляді степеневої залежності. Використання розглянутої математичної моделі при створенні і розрахунку нових технологій імпульсної обробки матеріалів дає можливість розробляти ефективні методики, орієнтовані на енерго - та ресурсозберігання, високу точність і міцність виробів, що мають важливе значення в багатьох галузях народного господарства.
Опубліковані роботи за темою дисертації
Колодяжный А.В., Бизюк А.В. Исследование осесимметричных динамических деформационных процессов в упругопластических оболочечных конструкционных элементах // Вестн. Харьк. политехн. ун-та. - 1998. - Вып. 12. - С. 101 - 108.
Бизюк А.В., Колодяжный А.В. Оценка влияния локализации нагрузки при деформировании цилиндрической оболочки // Вестн. Харьк. политехн. ун-та. - 1998. - Вып. 11. - С. 19 - 24.
Бизюк А.В. Расчет на прочность разгонных устройств с учетом динамики ударника // Вестн. Харьк. политехн. ун-та. - 1998. - Вып. 8. - С. 88 - 93.
Бизюк А.В. Критические скорости движения ударника в системах разгонных устройств // Вестн. Харьк. политехн. ун-та. - 1998. - Вып. 11. - С. 14 - 19.
Бизюк А.В. Упругое деформирование цилиндрических оболочек при локальном импульсном нагружении. - Х.: 1995. - 23 с. (Препр. / НАН Украины, ИПМаш им. А.Н. Подгорного; 372).
Бизюк А.В. Исследование динамических деформационных процессов в осесимметричных упругопластических оболочечных конструкционных элементах. // Ученые записки Харьковского гуманитарного института «Народная украинская академия». - Х.: «ОКО», 1997. - т.III. - С. 345 - 354.
Бизюк В.В, Бизюк А.В., Чернобрывко М.В. Оценка несущей способности конструктивных элементов при локальном ударно-импульсном нагружении. // Тез. докл. XXVIII науч.-техн. конф. преподавателей, аспирантов и сотрудников Харьк. академии город. хоз-ва - Х.: ХГАГХ. - 1996 г. - С. 59.
Бизюк В.В, Бизюк А.В., Чернобрывко М.В. Оценка влияния локализации нагрузки на несущую способность конструктивных элементов оболочечного типа при ударных нагрузках. // Тез. докл. XXIХ науч.-техн. конф. преподавателей, аспирантов и сотрудников Харьк. академии город. хоз-ва - Х.: ХГАГХ. - 1998 г. - С. 70.
Бизюк А.В., Колодяжный А.В., Чернобрывко М.В., Ярещенко В.Г. Оценка вероятности разрушения тонкостенных конструкций в условиях скоростного деформирования // Труды междунар. конф. «Современные приборы, материалы и технологии для технической диагностики и неразрушающего контроля промышленного оборудования. Элементная база и комплектующие для приборов НК. Подготовка специалистов в сфере неразрушающего контроля и технической диагностики». - Х.: ХГТУРЕ. - 1998 г. - С. 144.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Визначення силових характеристик в усіх діаметральних перерізах сферичної оболонки циліндричної обичайки апарата. Меридіональні і колові напруження оболонки. Побудова епюр напружень закритої оболонки. Зовнішня сила внутрішнього надлишкового тиску.
контрольная работа [137,2 K], добавлен 23.03.2011Аналіз існуючих систем токарного інструменту. Вибір методики досліджень статичної жорсткості конструкцій різців, визначення припустимих подач, опис пристроїв. Дослідження напружено-деформованого стану елементів різця з поворотною робочою частиною.
реферат [25,0 K], добавлен 10.08.2010Причини відмови роботи колон бурильних труб за ускладнених умов буріння. Значення додаткової опори у рівномірному розподілі напружень по впадинах витків різьби ніпеля. Методи зменшення концентрації напружень у зонах двоопорного замкового з’єднання.
статья [2,5 M], добавлен 07.02.2018Бульдозер – машина циклічної дії, призначена для копання, переміщення і укладання ґрунту; розрахунок показників низькочастотного і високочастотного навантаження, параметрів розрахункового перерізу. Визначення довговічності і ресурсу металоконструкції.
курсовая работа [743,9 K], добавлен 08.03.2011Навантаження, що діють на деталі верхньої частини залізничної колії. Хімічний і структурно-фазовий стан деталей кріплення рейок. Вплив гарячого об’ємного штампування і термічної обробки на структуру кріплень. Аналіз структури костилів залізничної колії.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 07.12.2016Проектування приводу стрічкового транспортера. Кінематичний аналіз схеми привода. Коефіцієнт корисної дії пари циліндричних коліс. Запобігання витікання змащення підшипників усередину корпуса й вимивання матеріалу. Еквівалентне навантаження по формулі.
курсовая работа [520,8 K], добавлен 25.12.2010Розрахунок тракторного двигуна. Визначення сили й моментів, що діють у відсіку двигуна. Розрахунок навантаження, діючого на шатунні і корінні шийки і підшипники. Ступінь нерівномірності обертання колінчатого валу. Аналіз зовнішньої зрівноваженності.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.08.2011Аналіз існуючих систем контролю параметрів свердловин, які експлуатуються за допомогою ШГНУ. Розробка конструкції чутливого елемента давача навантаження. Обробка масиву результатів вимірювання давача переміщення. Аналіз інтегральних акселерометрів.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 25.06.2015Розрахунок електричних навантажень та побудова графіків навантаження підстанції. Вибір потужності трансформаторів підстанції та перевірка їх по навантажувальній здатності. Розрахунок струмів короткого замикання та вибір струмообмежувальних реакторів.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.05.2009Динамічний розрахунок тракторного двигуна на базі СМД-21, визначення сил та моментів, діючих у відсіку двигуна, розрахунок навантаження на шатунну шийку та підшипник, обертових моментів на корінних шийках; побудова годографів; перевірка валу на міцність.
дипломная работа [596,0 K], добавлен 03.12.2011Аналіз тектонічних властивостей формоутворення костюму. Геометричні складові форми костюму. Характеристика декоративно-пластичних, фізико-механічних та естетичних властивостей матеріалу. Особливості малюнку і кольору тканини, масштабності, пропорційності.
курсовая работа [71,0 K], добавлен 08.12.2010Механізм петельників швейної машини. Розробка просторової синхрограми механізму зигзагоподібного стібка. Визначення параметрів механізму петельника. Розрахунок ходу голки. Синтез механізму петельника. Динамічний аналіз та навантаження механізму.
отчет по практике [2,6 M], добавлен 19.05.2015- Конфекціювання матеріалів і дослідження їх властивостей для виготовлення жіночого літнього комплекту
Дослідження основних технологічних, структурних та механічних властивостей матеріалів. Вивчення розвитку моди на вироби жіночого літнього одягу. Характеристика асортименту швейної тканини, фурнітури, підкладкових, прокладкових та докладних матеріалів.
курсовая работа [43,7 K], добавлен 09.06.2011 Побудова об’ємного моделювання термоміцності твердосплавних різців. Вектор контактних силових навантажень. Дослідження термопружної міцності твердосплавних різців при тепловому навантаженні. Стійкість як показник ефективності роботи ріжучого інструменту.
реферат [68,1 K], добавлен 10.08.2010Визначення опору гум роздиранню. Залежність зміни міцності за механічного пошкодження поверхні від типу каучуку, властивостей та дозувань вихідних інгредієнтів та ступеню вулканізації. Визначення еластичності гум за відскоку. Випробування на стирання.
реферат [61,6 K], добавлен 19.02.2011Обґрунтування вибору типу гідроциліндру. Розрахунок робочого тиску в об'ємному гідроприводі та робочого об'єму насоса, коефіцієнту його корисної дії, споживання насосом потужності, діаметру трубопроводу. Оцінка стійкості та навантаження гідроциліндра.
курсовая работа [282,9 K], добавлен 09.12.2010Основні принципи підвищення зносостійкості порошкових матеріалів на основі заліза. Вплив параметрів гарячого штампування на структуру і властивості отримуваних пористих заготовок. Технологія отримання композитів на основі системи карбід титану-сталь.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 27.10.2013Проект металевих конструкцій. Обчислення поздовжних, вертикальних, бокових навантаженнь. Визначення найбільших зусиль у стержнях стріли. Побудова ліній впливу у стержнях. Підбір перерізів стержнів і перевірка напружень. Схеми стріл при дії навантажень.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 23.09.2010Аналіз технології деформування заготовок при виробництві залізничних коліс. Вплив параметрів кінцево-елементних моделей на точність розрахунків формозміни металу й сил при штампуванні заготовок залізничних коліс. Техніко-економічна ефективність роботи.
магистерская работа [6,1 M], добавлен 01.07.2013Аналіз геометричних параметрів ріжучої частини спіральних свердел з перехідними ріжучими крайками. Опис процесів формоутворення задніх поверхонь свердел різних конструкцій. Результати дослідження зусиль різання і шорсткості поверхні під час свердління.
реферат [78,6 K], добавлен 27.09.2010