Упругопластические двухкомпонентные волны в цилиндрических металлических оболочках

• Автор: Нетребко, Алексей Васильевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 292 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Ведение
1.1. Анализ процесса распространения двухкомпонентных
упругопластических волн по теории, не учитывающей скорость деформации
1.2. Описание экспериментальной установки для исследования
упругопластических двухкомпонентных волн в трубчатых образцах
1.3. Эксперименты по изучению упругопластических
комбинированных волн
1.4. Модель упруговязкопластического тела
Соколовского - Мальверна - Пэжины
1.4.1. Один вариант модели динамической пластичности для плоских процессов
1.5. Численная схема решения задачи с использованием
соотношений Соколовского - Мальверна - Пэжины
1.6. Численное моделирование двухкомпонентных волн на базе
упруговязкопластической модели Соколовского - Мальверна -Пэжины, сравнение с экспериментальными результатами
1.7. Численное моделирование процесса распространения
упруговязкопластических волн растяжения - кручения в трубчатом образце на установке "стержень Гопкинсона"
1.7.1. Сравнение двухкомпонентных и однокомпонентных процессов
1.8. Описание экспериментальной установки "стержень Гопкинсона"
для испытания трубчатых образцов на совместное растяжение -кручение и схема измерений
1.9. Обработка экспериментальных данных
1.9.1. Экспериментальные результаты по процессам типа двузвенной ломаной, их обсуждение и сравнение с
численным расчетом
1.9.2. Эксперименты по пропорциональному нагружению
2.1. Постановка и решение задачи о распространении упругих волн
в тонкостенной цилиндрической оболочке модифицированным разностным методом
2.2. Различные теории тонких упругих оболочек для кругового
цилиндра
2.3. Решение уравнений динамики цилиндрических оболочек
методом интегральных преобразований
2.4. Анализ дисперсионных уравнений
2.5. Удар торца полубесконечной цилиндрической оболочки о
поверхность сжимаемой жидкости
2.5.1. Задача об ударе торца полубесконечной цилиндрической
оболочки о поверхность сжимаемой жидкости с учетом торможения торца в процессе удара
2.6. О распространении волн в полубесконечной цилиндрической
оболочке при приложении осевой силы, изгибающего момента и перерезывающей силы
2.7. О применении преобразования Лапласа по времени и
продольной координате при решении задач динамики упругих цилиндрических оболочек
2.8. Задача о распространении волн в упругой конструкции,
моделирующей разрезной стержень Гопкинсона
Заключение
Список литературы

Введение.
Исследование упругопластических свойств материалов при высоких скоростях деформации имеет принципиальное значение для прикладных целей в связи с развитием высокоскоростных и взрывных технологий, расширением применения деталей и конструкций в жестких условиях развитых деформаций и высоких скоростей нагружения. В металлах изучение свойств и закономерностей динамической пластичности явилось предметом обширных теоретических и экспериментальных исследований, и к настоящему времени уже накоплен большой объем экспериментальных результатов отечественных и зарубежных исследователей. Эти результаты получены, главным образом, в однокомпонентных испытаниях. По-прежнему ощущается недостаток данных по сложным многокомпонентным испытаниям, без которых вряд ли осуществима надежная верификация предлагаемых теоретических моделей.
Современное состояние экспериментальных исследований в этой области широко представлено в обзорах [Васин P.A., Ленский B.C., Ленский Э.В. 1975; Николас Т. 1985; Field J.E. etal. 1994]. Главными аспектами обсуждения в указанных обзорах являются зависимость поведения материала от скорости деформации, влияние истории процесса по напряжениям, деформациям и скорости деформации, выбор схемы эксперимента, позволяющей вместе с существующими теориями наиболее полно характеризовать изучаемые явления.
Интересующая автора настоящей работы область состояний металла в работе [Николас Т. 1985] определена как промежуточная и имеет верхнюю границу но скорости деформации 103 — 104 с"1. Она характеризуется тем, что в процессе деформирования материала в нем еще сохраняются изотермические условия и гидродинамические компоненты тензоров еще не доминируют над девиаторными, отвечающими за пластическое поведение металла.

1.3. Эксперименты по изучению упругопластических комбинированных волн.
Приведены осциллограммы нескольких серий волновых экспериментов с медными и синцовыми образцами [Ленский Э.В., Белов В.И., Кочура С.В. 1984.; НетребкоА.В. 1992.]. Осциллограммы были сфотографированы с экранов запоминающих осциллографов и после обработки пленок на проекторе в цифровом виде перенесены в файлы и отпечатаны с помощью компьютера. На рис.1.3.1.а и 1.3.1.6 (а — первое сечение, б — второе сечение) представлены картины распространения комбинированных волн в образцах, выточенных на токарном станке из медной трубы. Длина образца составляла 500 мм, диаметр 28 мм, толщина стенки 1 мм. Образцы были отожжены при температуре 350° С в течение одного часа и охлаждены вместе с печью. Сечения располагались на расстояниях 70 мм и 170 мм от стыка. Кривые, выполненные сплошными линиями — это продольная деформация, пунктиром — сдвиг. Кривые, помеченные значком “4е“, характеризуются скоростью удара (скоростью частиц в падающей волне сжатия в упругом стержне), равной 0,5 м/с, напряжением статического сдвига в образце 21 МПа. Кривые, отмеченные значком соответствуют скорости 1,5 м/с, напряжению сдвига 17 МПа, кривые со значком “А“ соответствуют скорости 2,5 м/с и напряжению сдвига 21 МПа.
На рис.1.3.2.а и 1.3.2.б представлены результаты серии из двух ударов по другим образцам, вырезанным из стандартной медной трубки диаметром 25 мм и толщиной стенки 1 мм. Механической обработке образцы не подвергались, термообработка состояла в отжиге при 800° С в течение часа. Оба эксперимента характеризовались скоростью частиц в волне сжатия по стержню, равной 2,6 м/с при напряжении сдвига в