Расчет напряженно-деформированного состояния эластомерных элементов виброизоляторов с учетом особенностей их вязкоупругого деформирования

• Автор: Кожушко, Анатолий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА Г ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО - ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
1.1. Свойства эластомерных материалов и способы описания их механического поведения
1.2. Анализ деформации эластомерных элементов конструкций
1.3. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ, ОПИСЫВАЮЩЕЙ ПРОЦЕСС ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ВЯЗКОУПРУГОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. Кинематические соотношения
2.2. Приницп виртуальной работы
2.3. Определяющие соотношения механических моделей Максвелла и Кельвина - Фойгта
2.4. Вывод определяющих соотношений изотермического вязкоупругого поведения эластомерных материалов
2.5. Идентификация материальных параметров определяющих соотношений
2.6. Разработка алгоритма определения параметров определяющих соотношений
2.7. Математическая модель процесса изотермического вязкоупругого деформирования эластомерных элементов виброизоляторов
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
3.1. Дискретизация расчетной области и определение функций элемента

3.2. Основные определяющие соотношения метода конечных элементов
3.3. Алгоритм метода начальных напряжений
3.4. Разреженный формат хранения данных
3.5. Решение системы линейных алгебраических уравнений
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ВЯЗКОУПРУГОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1. Численное моделирование процесса релаксации напряжений в образце из капролита
4.2. Численное моделирование процесса релаксации напряжений в резиновом цилиндрическом образце
4.3. Численное моделирование процесса кручения цилиндрического образца из полиуретана
4.4. Численное моделирование длительных процессов релаксации напряжений в цилиндрических резиновых образцах
4.5. Численное моделирование процесса релаксации напряжений в резиновых образцах при различных уровнях деформации
4.6. Моделирование процесса изотермического вязкоупругого деформирования резинометаллического виброизолятора
4.7. Моделирование процесса изотермического вязкоупругого деформирования эластомерного элемента виброизолятора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Состояние и актуальность темы.
В процессе эксплуатации машины, приборы и аппаратура подвергаются ударным, вибрационным и сейсмическим нагрузкам, которые вызывают необратимые ухудшения их эксплуатационно-технических характеристик и могут привести к выходу их из строя. С целью снижения вибрационных и сейсмических нагрузок применяют различные виброизолирующие конструкции (упругие, упруго-демпферные и демпферные опоры, резиновые прокладки и амортизаторы, виброизолирующие покрытия и т.д.). Виброизолирующие конструкции на основе эластомерных материалов по многим параметрам превосходят традиционные системы того же назначения и позволяют находить принципиально новые конструктивные решения ответственных узлов современных технических систем.
Возрастающее использование эластомерных материалов во многих областях современной техники приводит к необходимости описания с высокой точностью кратковременных и длительных характеристик деформирования и разрушения эластомерных элементов конструкций. Повсеместное использование эластомеров в нефтегазовой промышленности, машиностроении, гражданском строительстве, кораблестроении, авиационной и аэрокосмической технике ставит широкий круг исследовательских задач. В него, прежде всего, входит проведение всестороннего комплекса экспериментальных исследований. Первостепенное значение имеет формулировка математической модели, позволяющей описать напряженно-деформированное состояние эластомерных элементов с учетом физической и геометрической нелинейности, процессов ползучести, релаксации напряжения или накопления остаточной деформации, накопления повреждений и разрушения, описания частотно- и амплитуднозависимого внутреннего трения, а также разработка экспериментальных

равны Ху, Ху, У1 (/ = 1,2,3). В ортогональной декартовой системе координат радиус - векторы этих точек равны гп (Рис. 2.1):
р(°) = А-у Ц, (2.1)
г(") = Ху /у = + М = (ху + Му)/у , (2.2)
р("+1) - у. /. - р(°) + а + Дй - (Ху + ДМу)/у = (ху + Му + Дму)/у, (2.3) где /у (г = 1,2,3) - единичные орты прямоугольной декартовой системы координат, М- вектор перемещений В СОСТОЯНИИ Му - компоненты вектора
перемещений м, Дм- вектор приращений перемещений при переходе в состояние Дм, - компоненты вектора приращений перемещений Дм при
переходе в состояние Здесь и далее в работе используется правило
суммирования по векторным и тензорным индексам: по всем дважды повторяющимся в данном выражении («немым») индексам подразумевается суммирование по значениям 1, 2, 3.