Разработка методов расчета на прочность несущих систем грузовых автомобилей с учетом пластических деформаций

• Автор: Сибгатуллин, Камиль Эмерович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ИССЛЕДУЕМОЙ ПРОБЛЕМЕ. ОСНОВНЫЕ
ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ПРЕДЕЛЬНОГО РАВНОВЕСИЯ
1Л Обзор литературы по исследуемой проблеме
1.2 Основные положения теории предельного равновесия
1.2.2 Принцип максимума Мизеса и постулат Друккера. Ассоциированный закон деформирования
1.2.3 Постановка задачи о предельном равновесии тел
1.2.4 Уравнение баланса мощностей
1.2.5 Экстремальные свойства предельных состояний деформирования
1.2.6 Кинематический и статический методы определения несущей способности конструкций. Сведение задачи к задаче линейного программирования
ГЛАВА 2 ПРЕДЕЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ (ПОВЕРХНОСТИ ПРОЧНОСТИ) ДЛЯ БРУСЬЕВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ В ОБЩЕМ СЛУЧАЕ ИХ СЛОЖНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
2.1 Оценка прочности анизотропных брусьев произвольного поперечного сечения
2.2 Поверхности прочности для ортотропных, трансверсально-изотропных и изотропных брусьев
2.3 Алгоритм построения сечений поверхности прочности для брусьев, когда она задана параметрическими уравнениями (алгоритм А1)
2.4 Примеры, иллюстрирующие эффективность работы алгоритма А1
2.4.1 Построение некоторых сечений поверхности прочности
2.5 Примеры построения сечений предельных поверхностей для анизотропного и изотропного брусьев, имеющих сложные поперечные сечения
2.6 Предельная поверхность многоцикловой усталости для изотропных брусьев при их сложном сопротивлении
2.6.1 Новый критерий выносливости для изотропных тел

2.6.2 Параметрическое уравнение поверхности выносливости для изотропного
бруса
2.7 Оценка прочности слоистоволокнистых композиционных материалов структуры [±ф]0
2.7.1 Исходные соотношения
2.7.2 Уравнение предельной поверхности для композита структуры |±ф]с при плоском напряженном состоянии
2.7.3 Прочность композита структуры [±ф]0 при поперечном сдвиге
2.7.4 Некоторые обобщения и выводы
ГЛАВА 3 ОЦЕНКА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СТЕРЖНЕЙ И СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ (БАЛОК, РАМ, ФЕРМ) НА ОСНОВЕ КИНЕМАТИЧЕСКОГО МЕТОДА
3.1 Новый вариант кинематического метода определения верхней оценки предельной нагрузки для стержневых систем. Алгоритм А2
3.2 О достоверности результатов расчетов
Защемленная с двух сторон бачка
Изгиб балки в трехмерном пространстве
Кручение стержня круглого поперечного сечения
Центральное растяжение прямого стержня
Растяжение трехстержневой системы
Растяжение пятистержневой системы (пространственная задача)
ГЛАВА 4 РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ-65115 ПО ТЕОРИИ ПРЕДЕЛЬНОГО РАВНОВЕСИЯ
4.1 Расчет с использованием алгоритма А2
4.2 Сравнение результатов расчетов по теории предельного равновесия с соответствующими результатами, полученными другими исследователями
Некоторые выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ ОТТТР - обобщенный шарнир разрушения; АЖКЭ - абсолютно жесткий конечный элемент; ЛП - линейное программирование; ВСФ - внутренние силовые факторы; МКЭ - метод конечных элементов.
£,23 - локальная система координат (-продольная ось стержня, 2,з-главные центральные оси поперечного сечения).
OXYZ - неподвижная глобальная система координат. ёп - скорость деформации вдоль оси ; у21, Уз1~ скорости сдвигов; зе2] - скорость изменения кривизны проекции продольной оси бруса на плоскость 2; ае31 - аналогичная величина на плоскости ; агп - скорость изменения закрутки продольной оси бруса.
Т] — осевая сила, действующая в поперечном сечении бруса; Т2, Т3 -поперечные силы; М] - крутящий момент; М2, М3 — изгибающие моменты. сгу - компоненты тензора напряжений; ё - компоненты тензора
скоростей деформаций (г, у = 1,3); X - скалярный множитель. ётк - скорости обобщенных перемещений.
Ат, - скорость взаимного удаления двух соседних АЖКЭ в направлении оси Ау2,Ау3 - аналогичные величины в направлениях £2,£з
соответственно; Асо1 - скорость взаимного поворота двух соседних АЖКЭ вокруг оси Дй>2,А<У3 - аналогичные величины вокруг осей £2,£з соответственно.
N - скорость диссипации внутренней энергии деформации материала в узле разрушения.
г, у, к - орты координатных осей X, У, 2. е,, е2, е3 - орты координатных осей £2, £3.
/л- монотонно возрастающий параметр внешней нагрузки.

Q<\cyptjdV. (1.5.8)

Правая часть этого неравенства известна, если задано кинематически возможное поле скоростей щ
Неравенство (1.5.7) служит для верхней оценки несущей способности. Из (1.5.8) следует, что действительная предельная нагрузка не больше кинематически возможной нагрузки. (Кинематически возможной называют нагрузку, при действии которой конструкция превращается в механизм при соблюдении наложенных на нее кинематических связей).
1.2.6 Кинематический и статический методы определения несущей способности конструкций. Сведение задачи к задаче линейного
программирования
Применяя оценки (1.5.5) и (1.5.8), можно получить интервал, в котором заключено истинное значение предельной нагрузки Q. Если верхняя и нижняя оценки совпадают, то получено точное решение задачи о несущей способности (доказательство соответствующей теоремы о единственности решения можно найти, например, в книге [67]).
Нахождение кинематически возможных полей скоростей, которые не обязательно должны быть непрерывными, не встречает больших трудностей; варьируя эти поля, находят нижнюю грань inf Q+, определяемую неравенством (1.5.8). Эта величина inf Q+ может совпадать с точным решением, а может являться наилучшим приближением в определенном классе возможных кинематических схем пластического деформирования.
Построение статически допустимых полей встречает большие трудности, связанные главным образом с тем, что определенные в пластических областях поля напряжений должны допускать продолжения в жесткие зоны, притом такое, что условие пластичности нигде не превышается. Варьируя поле