Розробка методу розрахунку на повзучість і довготривалу міцність тонкостінних елементів конструкцій при циклічному навантаженні - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконано на кафедрі теоретичної і прикладної механіки Харківської державної академії міського господарства. Наукові керівники: доктор технічних наук, професор Бреславський Василь Євдокимович Харківська державна академія міського господарства, завідуючий кафедрою теоретичної і прикладної механіки; доктор технічних наук, професор Морачковський Олег Костянтинович, Харківський державний політехнічний університет, завідуючий кафедрою теоретичної механіки Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент Жовдак Валерій Олексійович Харківський державний політехнічний університет, професор кафедри динаміки та міцності машин; Захист відбудеться “25 ”березня 1999 г. о 14-00 годин на засіданні спеціалізованої вченої Ради Д 64.180.01 в Інституті проблем машинобудування ім.Для численних відповідальних елементів конструкцій, що експлуатуються у високотемпературній області з інтенсивним впливом силових полів, приймаються розрахункові схеми, які відповідають тонкостінним елементам, що визначаються як пластини та положисті оболонки. Для задоволення підвищеним вимогам, що предявляються до таких відповідальних елементів конструкцій, необхідно мати вірогідні засоби аналізу їх напружено-деформованого стану з метою оцінки тривалої міцності при повзучості, які придатні для розрахунків при проектуванні та для прогнозу їх експлуатаційних властивостей. У звязку із широким розповсюдженням тонкостінних елементів у техніці, розробка ефективних методів розрахунку на повзучість при циклічному навантаженні, що дозволяють на основі їхнього чисельного моделювання виконати аналіз нелінійного деформування й оцінити міцність з врахуванням накопичення пошкоджень у матеріалі конструктивних елементів - положистих оболонок та пластин, є актуальною науковою і технічною проблемою. Дисертаційна робота виконувалася у рамках державних науково-технічних програм Харківського державного політехнічного університету: “Розвязок проблеми деформування та руйнування тіл внаслідок статичної та динамічної повзучості з метою розрахунків тривалої міцності та технологій теплового складання конструкцій” в 1993-96 рр. Метою і задачами досліджень у роботі є розробка методу, алгоритмів та програмного забезпечення розрахунків на повзучість і довготривалу міцність тонких положистих оболонок та пластин при спільній дії статичних й циклічних навантажень; виконання на цій основі чисельних і експериментальних досліджень з метою встановлення як їхньої вірогідності, так і нових закономірностей з динамічної повзучості та руйнування конструкцій; розвязок прикладних задач повзучості пластин та оболонок, що становлять практичний і теоретичний інтерес.Відзначена багатофакторність явища повзучості, яке визначається залежністю швидкості повзучості від рівня напружень, температури, діаметру кришталевих зерен, текстури матеріалу. Розглянуто засоби розповсюдження цих теорій на випадок складного напруженого стану, що реалізується у конструкціях, та методи, що використовуються для розрахунку на повзучість і тривалу міцність конструкцій, зокрема для тонких пластин і оболонок, які широко застосовуються у техніці, на прикладі робот Дж. Встановлено, що серед нерозвязаних задач у рамках даної проблеми залишається досить важлива і актуальна задача розрахунку на повзучість і довготривалу міцність конструкцій при спільній дії статичних та періодичних, що швидко змінюються за часом, навантажень. Другий розділ присвячено математичній постановці і розробці методу розрахунку початково-крайової задачі повзучості й руйнування тонких положистих оболонок та пластин, навантажених поперечним навантаженням, що має циклічну, яка швидко змінюється та статичну складові. Розвязанням цієї задачі визначається основний, глобальний процес повзучості до руйнування.Надана оцінку стану проблеми динамічної повзучості конструкцій і сформульовано математичну постановку задач повзучості тонких положистих оболонок та пластин при спільній дії на них статичних та циклічних навантажень, що швидко змінюються за часом. Перша система (основна задача ) - на базі технічної теорії тонких положистих оболонок Кірхгоффа-Лява описує глобальний процес динамічної повзучості, для розвязання якої сформульоване варіаційна постановка на основі узагальненого функціонала типу Лагранжа. Системи рівнянь замкнуті визначальними співвідношеннями динамічної повзучості, що відповідають сучасній інкрементальній теорії повзучості зі скалярною мірою пошкодженості типу Работнова-Качанова. Запропоновано чисельні алгоритми реалізації методу розрахунку на повзучість і тривалу міцність оболонок та пластин на основі МСЕ у поєднанні з інтегруванням за часом по явній схемі Ейлера та створено програмне забезпечення у вигляді дослідницького комплексу, придатного для використання в практиці проектування на ПЕОМ.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ