Теоретические и экспериментальные методы расчета деталей машин из неоднородных и анизотропных материалов

• Автор: Вовк, Леонид Петрович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 360 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
РАЗДЕЛ 1. ПРОБЛЕМЫ АНАЛИЗА ПРОЧНОСТИ НЕОДНОРОДНЫХ ТЕЛ
СЛОЖНОЙ ВНУТРЕННЕЙ СТРУКТУРЫ
1.1 Особенности вибрационного деформирования неоднородных упругих деталей кусочно-однородного сечения
1.2. Состояние проблемы решения задач вибрационного деформирования деталей неоднородного сечения прямоугольной формы
1.3. Проблемы прочностных расчетов анизотропных деталей
1-4. Состояние вопросов, связанных с теоретическим анализом упругопластических динамических контактных задач
1.5. Обзор исследований, посвященных экспериментальным методикам определения комплекса механических характеристик неоднородных деталей
1.6. Новые задачи исследований
Выводы по разделу
РАЗДЕЛ 2. ОБОБЩЕНИЕ МЕТОДА СУПЕРПОЗИЦИИ ДЛЯ СЛУЧАЯ КУСОЧНО-НЕОДНОРОДНОГО СИММЕТРИЧНОГО СЕЧЕНИЯ
2.1. Обобщение метода суперпозиции на случай кусочно-неоднородных симметричных прямоугольных областей общего вида
2.2. Вывод системы определяющей интегральных уравнений для вычисления волновых характеристик деталей трехслойного симметричного сечения
2.3. Асимптотический анализ поведения волновых характеристик в окрестности сингулярных точек сечения
2.4. Численное исследование параметра локальной особенности в нерегулярных точках кусочно-однородного сечения призматической детали
2.5. Анализ спектра резонансных частот и собственных форм колебаний
2.6. Выделение и анализ особенности в асимптотике решения
2.7. Математическое исследование особенностей концентрации динамических
напряжений в окрестности паяного шва в условиях резонанса
Выводы по разделу
РАЗДЕЛ 3. ОСОБЕННОСТИ ВОЛНОВОГО ПОЛЯ В ОКРЕСТНОСТИ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ТРЕХ И ЧЕТЫРЕХ УПРУГИХ СРЕД
3.1. Обобщение метода суперпозиции на случай составного прямоугольного сечения с внутренним отверстием
3.2. Асимптотический анализ системы интегральных уравнений и определение особенностей волнового поля (стык трех сред)
3.3. Численный анализ закономерностей изменения параметра локальной особенности в точке стыка трех упругих сред
3.4. Определение резонансных характеристик волнового поля
3.5. Формулировка и решение вспомогательных краевых задач для случая гармонических колебаний составного сечения с сопряжением четырех сред
3.6. Асимптотический анализ поведения вспомогательных функций (стык четырех сред)
3.7. Численный анализ параметра локальной особенности по напряжениям в нерегулярной точке стыка четырех сред
3.8. Особенности резонансных характеристик (стык четырех сред)
Выводы по разделу
РАЗДЕЛ 4. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ МЕРЫ АНИЗОТРОПИИ НА
ОСОБЕННОСТИ ВОЛНОВОГО ПОЛЯ
4.1 Гармонические колебания призматической детали однородного анизотропного прямоугольного сечения
4.2. Численный анализ задачи для однородного сечения
4.3. Установившиеся колебания кусочно-однородного симметричного анизотропного сечения
4.4. Анализ влияния анизотропии на характеристики волнового поля
4.5. Колебания составного анизотропного несимметричного сечения
Выводы по разделу
РАЗДЕЛ 5. ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ НЕОДНОРОДНЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ПРИМЕРЕ ПОРШНЕВОГО ПАЛЬЦА ДВС ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
5.1. Постановка задачи и определение механических характеристик материала
поршневого пальца
5.2. Алгоритм решения задачи по методу конечных элементов
5.3. Анализ результатов решения контактной задачи
5.4. Микростурный анализ материала поршневого пальца
Выводы по разделу
РАЗДЕЛ 6. ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ ДЛЯ' ПОЛОГО ЦИЛИНДРА НА
ПРИМЕРЕ ПОРШНЕВОГО ПАЛЬЦА
6.1. Динамическая пространственная контактная задача вибродеформирования конечных цилиндров
6.2. Конечно-элементная методика определения собственных частот и форм
колебаний поршневого пальца
6.3. Результаты компьютерного моделирования контроля качества приповерхностных слоев поршневых пальцев
6.4. Гармонический анализ динамического отклика
Выводы по разделу
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

и тонких стержневых конструкций из малоуглеродистой стали проведено в работе [203]. Такие эксперименты позволили проанализировать влияние легирующих элементов бора, ниобия и других на динамические механические свойства сталей при скорости деформации 10'2 с'1.
Экспериментальной базой для низкоскоростных ударных испытаний большей частью являются установки с падающим грузом вертикального или маятникового типов [150, 204-210]. Реже применяют вибрационные установки [211] с регистрацией динамической реакции анализируемой конструкции, включая жесткость и коэффициент демпфирования.
Большое количество работ посвящены измерениям динамической твердости материалов [150,204,206,212-216] и др. Твердость, как интегральная характеристика, тесно связана с прочностью и пластичностью материала при растяжении [156,204,217,218], при усталостных разрушениях [209,219,220], противоизносными свойствами [145,221,222]. В работах [156,208,210,215,216] предложены различные конструкции твердомеров, регистрирующих в процессе удара силу, приложенную к поверхности и глубину вдавливания пирамидальных, конических и сферических инденторов. Как отмечается в [210], динамическая твердость коррелирует с прочностью и модулем упругости материала. Параметр энергии, определяемый по диаграмме нагружения, хорошо коррелировал с изгибной прочностью, твердостью по Виккерсу и энергией упругой деформации. Применение корреляционных зависимостей, однако, ограничено, поскольку они справедливы только в тех условиях, в которых были получены.
Динамические методы определения твердости и приборы ударного действия для их реализации являются самостоятельным научным направлением. Предложены различные типы переносных малогабаритных твердомеров ударного действия, реализующие схемы Польди-Хютте, Баумана и др. Вместе с тем, как отмечается в работе [215], погрешность таких приборов составляет 7...30% и может достигать 60% и выше. Применение в таких