Термонапружений стан частково прозорих тіл з порожнинами за теплового опромінення - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ПРИКЛАДНИХ ПРОБЛЕМ МЕХАНІКИ І МАТЕМАТИКИ ім. Я. С. ПІДСТРИГАЧА ГУМЕНЧУК ОРЕСТ БОГДАНОВИЧ УДК 539.3 Термонапружений стан частково прозорих тіл з порожнинами за теплового опромінення 01.02.04 - механіка деформівного твердого тіла АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Львів - 2008 Дисертацією є рукопис. Робота виконана в Інституті прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України. Науковий керівник доктор фізико-математичних наук, професор Гачкевич Олександр Романович, Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України, завідувач відділу теорії фізико-механічних полів. В електронній, електротехнічній та інших галузях промисловості знайшли широке застосування частково прозорі для інфрачервоного електромагнітного випромінювання матеріали. Технології виготовлення (зокрема відпал і знегажування) та умови експлуатації виробів за наявності елементів з таких матеріалів часто пов’язані з дією зовнішнього теплового випромінювання. Теплове випромінювання займає широку область спектру електромагнітних коливань - від ультрафіолетової до далекої інфрачервоної (довжини хвиль мкм). Поділ твердих тіл на частково прозорі та непрозорі проведено за здатністю поглинати на даній ділянці спектру енергію теплового випромінювання: непрозорі - повне поглинання енергії випромінювання відбувається в дуже тонкому поверхневому шарі (порядку); частково прозорі - поглинання відбувається за товщин від долей міліметра до декількох метрів. Об’ємне поглинання променевої енергії спричинює протікання в таких тілах взаємозв’язаних теплових і механічних процесів. В залежності від зовнішніх навантажень, які діють на тіла, виготовлені з цих матеріалів, напруження, що виникають, можуть перевищувати допустимі і суттєво впливати на міцнісні та функціональні параметри відповідних виробів. Складовими елементами систем нагріву частково прозорих тіл електромагнітним випромінюванням є поверхні, які відбивають енергію випромінювання (відбивачі). Врахування впливу відбивачів на просторовий розподіл енергії випромінювання та спектральних радіаційних характеристик випромінювачів та відбивачів на її розподіл за спектром і як наслідок зумовлену цими чинниками термомеханічну поведінку частково прозорих тіл в літературі практично не досліджено. Досягнення мети передбачає: - розробку математичної моделі, яка включає замкнуту систему рівнянь і співвідношень, що описують зумовлений зовнішнім тепловим опроміненням термонапружений стан частково прозорого тіла з порожнинами за врахування дії відбивачів енергії випромінювання та спектрального характеру радіаційних властивостей матеріалів як відбивачів, так і випромінювачів; - постановку відповідних задач математичної фізики, що описують розглядувані термомеханічні процеси в частково прозорих тілах канонічної форми (шар, порожнисті циліндр та куля) за однорідного за просторовими координатами поля зовнішнього теплового випромінювання; - опрацювання методики визначення параметрів електромагнітного випромінювання та термонапруженого стану частково прозорих тіл канонічної форми (що містять порожнини, середовище в яких має різні фізичні властивості); - використання цієї методики при розв’язуванні конкретних задач радіаційної термомеханіки для розглядуваних тіл канонічної форми за наявності відбивачів і випромінювачів; - дослідження параметрів термонапруженого стану частково прозорих тіл в залежності від геометричної конфігурації системи, спектральних радіаційних характеристик, температури випромінювача, властивостей газового середовища в порожнинах; - розробку режимів знегажування лампи-фари на основі використання дії теплового опромінення та вибір радіаційних і геометричних характеристик джерел випромінювання. Основи феноменологічної теорії випромінювання викладено в працях У. Блека, А.Г. Блоха, Ю.А. Журавльова, Р. Зігеля, В.П. Ісаченка, Ф. Крейта, В.А. Осипової, Л.Н. Рижкова, М.А. Рубцова, Р.Д. Сесса, Е.М. Сперроу, А.С. Сукомела, Дж. Хауела та ін.