Аналитическая модель разрушения хрупких материалов при интенсивном локальном нагреве

• Автор: Краснова, Полина Андреевна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Оглавление
Список обозначений
Список иллюстраций
Введение
Обзор литературы
1 Распределение температуры в образце для различных граничных условий и свойств материала 22 !
1.1 Уравнение теплопроводности и физические параметры задачи .
1.2 Приближенный метод определения температурного поля при быстром нагреве образца С.А. Шсстерикова
1.3 Распределение температуры в образце
1.3.1 Приближенный метод для различных граничных условий
1.3.2 Анализ различных приближенных методов и обоснования выбора трех независимых констант
1.3.3 Метод Бубнова-Галсркина
1.3.4 Метод Баренблатта
1.3.5 Метод Био
1.3.6 Нестационарная температура на границе и эффект абляции
1.3.7 Нагревание поверхности конечным импульсом и многократным импульсным воздействием
1.3.8 Теплообмен на поверхности
1.3.9 Зависимость свойств материала от температуры, решение нелинейного уравнения теплопроводности
1.3.10 Температурные поля для двуслойного
материала
1.3.11 Температурные поля для многослойного
материала
2 Распределение температуры в цилиндре и тонком диске с круглым отверстием
2.1 Приближенный метод для цилиндра
2.2 Приближенный метод для диска
2.3 Приближенный метод для диска с зависящим от времени граничным условием
2.4 Распределение для двуслойного диска
2.5 Распределение для многослойного диска
3 Напряженно-деформированное состояние бруса, подверженного тепловому воздействию
3.1 Постановка задачи
3.2 Упругое решение
3.3 Упруго-пластическое решение
3.4 Хрупкое разрушение внутри образца
3.4.1 Терморазрушение бруса
3.4.2 Остаточные напряжения и различные методы их минимизации
4 Напряженно-деформированное состояние тонкого диска с
круговым отверстием
4.1 Постановка задачи теплового воздействия на тонкий диск с круговым отверстием
4.2 Упругое решение
4.3 Упруго-пластическое решение

4.4 Хрупкое разрушение внутри образца
4.5 Метод предотвращения возникновения
разрушения в диске
Заключение
Список литературы

на температурном фронте можно решить приближенно в соответствии с развиваемой выше методикой. Выберем для температуры трехчленное выражение. типа (1.6). тогда из условий (1.29), (1.30) получим следующее выражение для температуры
0, х > I.
Неизвестная функция /(£) определяется, как и раньше, из интегрального условия (1.12), которое сводится к обыкновенному дифференциальному уравнению. Интегрируя, получим для /(/,) следующее выражение
Сравнение приближенного решения (1.31), (1.32) с точным (см. рис. 1.3) показывает приемлемость развиваемого метода. Температурное поле в образце при заданном на границе тепловом потоке определяется соотношениями
(1.31) и (1.32) вплоть до момента времени, когда температурный фронт достигнет тыльной поверхности бруса. Это произойдет в момент безразмерного времени ^1, определяемый из уравнения / = 1. Из условия (1.32) получим
В экспериментах облучение образцов производили па ОКГ ГОС-ЗОМ (ОКГ -оптический квантовый генератор) в режиме свободной генерации с длитель-
для образца из карбида циркония с характерным размером 3,5 мм значение порядка КГ4. Таким образом, в безразмерной постановке поток до действует на поверхность образца в течение времени
(1.31)
I = ч/бЇ.
(1.32)
(1.33)
ностью импульса т,- = 10 3 с, что в безразмерных величинах (К) составляет
к = Ю"1. (1.34)
Сравнивая величины (1.33) и (1.34), приходим к выводу, что время воздействия лазерного импульса, практически натри порядка меньше, чем время, в