Расчет долговечности нелинейно-упругих пластинок, изгибаемых в агрессивных средах

• Автор: Пенина, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 225 с.

СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ
УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО ВЛИЯНИЮ
АГРЕССИВНЫХ СРЕД НА МАТЕРИАЛ КОНСТРУКЦИЙ.
МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ
1.1 Работа конструкций в реальных условиях эксплуатации
1.2 Классификация коррозионных процессов
1.3 Влияние агрессивных рабочих сред на прочностные и деформационные характеристики материалов
1.4 Обзор методов расчета конструкций, взаимодействующих с агрессивными средами
Выводы по первой главе
Глава 2. УРАВНЕНИЯ ИЗГИБА ПЛАСТИНОК В АГРЕССИВНОЙ СРЕДЕ
2.1 Математическое моделирование деформирования и долговечности пластинок в агрессивных средах
2.2 Основные допущения при описании процесса деформирования материала с наведенной неоднородностью
2.3 Построение функций деградации
2.4 Аппроксимация зависимости а,=а(е
2.5 Методы линеаризации нелинейных уравнений
2.6 Инкрементальное уравнение изгиба нелинейно-упругой пластинки в агрессивной среде
2.7 Граничные условия
2.8 Решение линеаризованного уравнения
Выводы по второй главе
Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И РЕЗЕРВА НЕСУЩЕЙ
СПОСОБНОСТИ НЕЛИНЕЙНО-УПРУГИХ ПЛАСТИНОК В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ
3.1 Постановка задач исследования напряженно-деформированного состояния пластинок в рабочих средах
3.2 Исследование точности решения задач изгиба нелинейноупругих пластинок по методу конечных разностей
3.3 Исследование точности решения задач изгиба нелинейноупругих пластинок методом последовательных нагружений и двухшаговым методом последовательного возмущения параметров
3.4 Определение параметров напряженно-деформированного состояния, долговечности и резерва несущей способности пластинок в рабочих средах
3.5 Исследование изменения относительной скорости деградации
Я на долговечность пластинки в агрессивных средах
3.6 Исследование влияния параметра В0 на долговечность пластинки при изгибе в рабочей среде
3.7 Исследование изменения толщины пластинки h на долговечность нелинейно - упругих пластинок при изгибе в агрессивных сред ах
3.8 Определение резерва несущей способности поврежденной пластинки при прекращении действия агрессивной среды
3.9 Оценка влияния параметров наведенной неоднородности на долговечность пластинки в агрессивной среде
Выводы по третьей главе
Заключение
Список используемой литературы
Приложения
РЕФЕРАТ
Диссертационная работа общим объемом 225 страниц содержит 78 рисунков на 26 страницах, 3 таблицы, библиографический список из 237 наименований на 24 страницах и 50 приложений на 66 страницах.
ПЛАСТИНКА, РАБОЧАЯ СРЕДА, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ДЕФОРМИРОВАНИЕ, НЕОДНОРОДНОСТЬ МАТЕРИАЛА, ДВУХШАГОВЫЙ МЕТОД ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗМУЩЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ, КРАЕВАЯ ЗАДАЧА, ПРОЧНОСТЬ, ДОЛГОВЕЧНОСТЬ, РЕСУРС.
Работа посвящена исследованию прочности и долговечности тонкостенных конструкций типа пластинок из нелинейно - деформируемого материала в процессе их эксплуатации в агрессивной эксплуатационной среде.
Рассмотрена математическая модель учета возникающей в условиях воздействия агрессивных сред наведенной неоднородности физико-механических свойств материала нагруженных конструкций при расчете их на прочность и долговечность. Предложена замена аналитической аппроксимации кривой деформирования численным массивом информации.
Используя допущения модели Кирхгофа - Лява, на основе двухшагового метода последовательных возмущений параметров построены инкрементальные уравнения эволюционного характера в приращениях, учитывающие историю процесса деформирования и деградации физико-механических свойств материала во времени.
Приведены результаты численных экспериментов, где реализована методика и алгоритмы решения задач прочности и долговечности пластинок с наведенной неоднородностью методом конечных разностей. Проведена верификация модели с эталонными тестовыми задачами. Дана аналитическая оценка влияния наведенной неоднородности материала на напряженно-деформированное состояние и долговечность конструкции и вынесены рекомендации для применения в инженерной практике.

равномерно распределяется по сечению образца, то есть воздействие рабочей среды приводит к появлению наведенной и развивающейся с течением времени неоднородности механических свойств конструкционного материала.
3. Под действием агрессивной среды в материалах изменяются модуль упругости, предел прочности, предельное удлинение и характер диаграммы деформирования конструкционного материала.
4. Многочисленные экспериментальные результаты по исследованию взаимодействия конструкционных материалов с агрессивными средами не являются информационно достаточными для построения надежных математических моделей, так как отсутствует прямая информация, необходимая при расчете на прочность. При построении частных феноменологических моделей взаимодействия «материал - среда» необходима постановка и проведение специальных экспериментов, ориентированных на получение информации, с помощью которой можно однозначно идентифицировать модель.
5. Необходимо стремиться к тому, чтобы математическая модель содержала минимальное количество параметров. С ростом числа таких параметров возрастает объем и сложность экспериментальных исследований, причем некоторые из них будут представлять собой физические эксперименты по исследованию строения материала и сложные химические исследования.
В работе П.В. Селяева [187] использована специальная методика, которая позволяет в зоне деградации образца в точках поперечного сечения вдоль радиуса образца построить семейство диаграмм деформирования, отражающих кинетику деградации материала под воздействием среды.
В этой работе варьировался состав полимербетона, вид агрессивной среды и время взаимодействия образца со средой. Экспериментальные кривые деформирования образцов материалов, различное время выдержанных в агрессивных средах, представлены на рис. 33, а — г. Здесь показано: а) — семейство диаграмм деформирования на сжатие полиэфирного бетона в воде (плотность раствора р=1 г/см3); б - то же на сжатие полиэфирного бетона в воде с другим