Расчетно-экспериментальный метод исследования напряженно-деформированного состояния составных конструкций в зонах концентрации напряжений - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Шаблинский Георгий Эдуардович доктор технических наук, профессор Смирнов Владимир Анатольевич доктор технических наук, профессор Шарафутдинов Геннадий Зиатдинович Ведущая организация: Институт машиноведения им. Защита состоится 17 марта 2009 г. в _________ часов на заседании диссертационного совета Д 212.138.12 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, г.Актуальность работы состоит в получении с наибольшей достоверностью локального НДС составных конструкций в зонах концентрации напряжений, обусловленной действием разрывных вынужденных деформаций и конструктивной неоднородностью формы границы. Метод фотоупругости, являющийся континуальным методом, и метод размораживания деформаций, как его подраздел, позволяют получить НДС в зоне концентрации напряжений на поверхности контакта элементов составных конструкций со скачком вынужденных деформаций на моделях из оптически чувствительного материала. Идея работы: совместить преимущества метода фотоупругости и метода размораживания деформаций, позволяющих просто и наглядно получать на модели НДС в зоне концентрации напряжений, и преимущества теоретико-численного подхода при анализе особенностей напряженного состояния (НС) в областях с нерегулярной точкой границы для расшифровки и анализа экспериментального решения в зоне концентрации напряжений. Объект исследования: а) НДС составных конструкций в зоне концентрации напряжений, полученное на моделях метода фотоупругости; б) экспериментальное решение задачи теории упругости в окрестности нерегулярной точки, линии границы области, в которую выходит конечный разрыв вынужденных деформаций по линии, поверхности контакта областей, составляющих упругое однородное или кусочно-однородное тело; в) метод размораживания деформаций в исследовании НДС составных конструкций. Получение методом размораживания деформаций напряженного состояния (НС) плоских конструкций при действии вынужденных деформаций с целью его анализа в области, максимально приближенной к зоне концентрации напряжений, с учетом визуализации экспериментальных данных при цифровой съемке и обработке, стандартными способами разделения напряжений, разработанными в методе фотоупругости (глава VI ).Решение задачи теории упругости для кусочно-однородных или однородных тел можно представить в виде: где - решение исходной кусочно-однородной или однородной задач теории упругости при заданных воздействиях и, в частности, вынужденных деформациях общего вида; - решения двух или нескольких упругих однородных задач для отдельных элементов, составляющих упругое тело, с заданными механическими характеристиками, объемными силами, вынужденными деформациями, закреплениями; - решение вспомогательной кусочно-однородной или однородной задачи при действии вынужденных деформаций в каждом из элементов, составляющих упругое тело, обусловленное выполнением условий непрерывности по поверхности стыка элементов. Представление решения упругой задачи в окрестности нерегулярной точки на особой линии границы в виде двух однородных плоских задач справедливо в случае, если: а) заданные несовместные деформации, объемные силы непрерывны по области упругого тела, б) заданные несовместные вынужденные деформации, объемные силы - кусочно-непрерывные функции по области тела, причем скачок значений вынужденных деформаций, объемных сил по внутренней поверхности контакта областей выходит на особую линию границы тела; в) поверхность контакта областей и упругого тела , имеющих различные механические характеристики соответственно, выходит на особую линию границы тела. 3 согласно рассмотренным случаям изменения параметра доказывается, что решение плоской задачи кусочно-однородного тела в окрестности нерегулярной точки границы можно представить в виде: , , , или , где - сингулярное решение однородной краевой задачи, характеризует особенность НДС в окрестности нерегулярной точки границы; - решение системы (5.3), обусловленное влиянием действия заданных нагрузок следующего вида: , , а также влиянием действия скачка вынужденных деформаций и объемных сил (5.1) по линии контакта областей и : , , Рассматривая влияние геометрического параметра t на вид разрешающей системы уравнений плоской задачи в окрестности нерегулярной точки границы, в § 5. Применение общего представления НС в окрестности нерегулярной точки границы области и его анализ выявляют следующие неясные вопросы: а) что означают острые углы изохром на картине полос модели (рис.5.2; рис.5.