Упругопластическое состояние тел вращения при циклическом осесимметричном тепловом и силовом нагружении

• Автор: Ищенко, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 141 c. : ил

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНОЙ ЗАДАЧИ ТЕРМОВЯЗКОПЛАСТИЧНОСТИ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАГРУЖЕНИЯХ

1.1. Вариационное уравнение теплопроводности при осесимметричном нагреве..*...,

1.2. Статические и геометрические уравнения *

1.3. Тензорные соотношения теории простых процессов неизотермического циклического нагружения

1.4. Основные соотношения структурной модели среды

при-оДйооенрм неизотермическом нагружении

1.5. Описание скалярных свойств материала при циклическом нагружении на основе структурной модели
среды
1.6. Постановка осесимметричной задачи термовязкопла-стичности при циклическом нагружении

ГЛАВА 2. МЕТОД РЕШЕНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНОЙ.ЗАДАЧИ.ЦИКЛИЧЕСКОЙ

ТЕРМОВЯЗКОПЛАСТИЧНОСТИ

2.1. Определение температурных полей в.телах.враще^
ния при осесимметричном нагреве
2.2. Линеаризация.определяющих соотношений.термо-... пластичности
2.3. Определение напряженно-деформированного состояния тел вращения при осесимметричном нагружении 66
2.4. Алгоритм решения задачи.циклической термовязко-пластичности

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОУПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО
НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕЛ
ВРАЩЕНИЯ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАГРУЖЕНИЯХ
3.1. Тестовые задачи
3.2. Упругопластическое состояние заслонки клапана
при переменном нагреве
3.3. Анализ кинетики напряженно-деформированного состояния диска при циклическом нагружении с.
учетом ползучести
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ОСНОВНОЙ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Тенденция к снижению материалоемкости современных машиностроительных конструкций часто приводит к необходимости допускать возникновение в них наряду с упругими пластические деформации.
В этом случае для оценки прочности и надежности проектируемых конструкций необходимо использовать методы расчета, позволяющие оценить напряженно-деформированное состояние элементов конструкций с учетом реальных условий эксплуатации и свойств материалов, из которых они изготовлены.
Анализ работы многих элементов конструкций, в том числе выполненных в виде тел вращения, показывает, что они подвергаются воздействию изменяющихся во времени осесимметричных силовых и тепловых факторов. Сюда следует отнести роторы и диски газовых и паровых турбин, элементы реактивных двигателей и двигателей внутреннего сгорания, элементы аппаратов химического машиностроения и атомных электростанций.
Неравномерный нагрев элементов конструкций, сопровождающийся изменением их механических свойств /модуля упругости, предела текучести, упрочнения/, приводит к возникновению значительных напряжений, уменьшающихся по мере прогрева. При совместном действии изменяющихся тепловых и силовых факторов в элементах конструкций могут возникать области, где происходит накопление пластических деформаций, а в случае длительных процессов нагружения - и деформаций ползучести, что оказывает существенное влияние на их напряженно-деформированное состояние.
Особенностью неупругого циклического нагружения является значительное изменение свойств материалов при смене направления процесса деформирования. Это проявляется в изменении упрочняющихся свойств и пределов упругой работы материала, во взаимодей-

На другой части поверхности 2ц заданы перемещения й=И(^,и). Условия конвективного теплообмена и внешние силы являются функциями координат Н , Г и циклически изменяются во времени.
Вводятся следующие предположения.
1. На границах слоев выполняются условия идеального теплового контакта, т.е. температура точек слоев на их общей границе одинакова и тепловые потоки при переходе через границу не изменяются. Слои скрепления без натяга и их деформирование происходит без скольжения и отрыва.
2. При изменяющемся во времени нагреве и нагружении в теле проходят процессы деформирования, состоящие из,небольшого числа полуциклов. В каждом полуцикле деформирование осуществляется по. одним и тем же прямолинейным или.близким к прямолинейным траекториям в пространстве деформаций А.А.Ильюшина*
3. Нагрев и нагружение происходят медленно и процесс деформирования не оказывает влияния на распределение температуры в теле, т.е. рассматривается квазистатичеекая несвязанная задача термопластичности.
4. В теле могут развиваться деформации ползучести, соизмеримые по величине с упругими и мгновенными пластическими деформациями.
5. Деформации, возникающие при нагреве и нагружении тела, малы.
Полагаются заданными геометрические характеристики тела, механические и теплофизические свойства материалов из которых оно состоит, а также условия теплообмена с внешней средой. Теплофизические свойства материалов задаются коэффициентами теплопроводности -А и температуропроводности О- . Условия теплообмена задаются коэффициентом теплоотдачи и температурой окружающей