Прочность, трещиностойкость и конструктивная безопасность строительных металлоконструкций на базе развития линейной механики разрушения

• Автор: Востров, Владимир Кузьмич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 292 с. : ил.

1.1. Макродеформации и макронапряжения твердого тела

1.2. Методы определения макродеформаций и макронапряжений

1.3. Критические температуры хрупкости и критерии разрушения материалов и сварных соединений в хрупких состоя

1.4. Определение структурного параметра и характеристик со

противления разрушению.

1.5. Выводы по главе 1

Глава 2. Особенности расчета на прочность строительных металлоконструкций

2.1. Расчеты на прочность листовых и оболочечных металлоконструкций в безмоментном и моментном напряженном состояниях

2.2. Регулярные и сингулярные решения теории упругости и пластичности

2.3. Выводы по главе 2

Глава 3. Пластичность и температу ра нулевой пластичности в

конце трещин и концентраторов напряжений.
3.1. Критерии возникновения и методы описания начальных пластических деформаций
3.2. Температура нулевой пластичности и пластичность в конце трещины нормального отрыва при плоской деформации
3.3. Коэффициент жесткости напряженного состояния и пластичность В конце трещины поперечного сдвига
3.4. Выводы по главе 3.
Глава 4. Трещииостойкость и разрушение элементов конструкций с трещинами отрыва и сдвига при сложном нагружении
4.1. Трещииостойкость и разрушение элементов конструкций с трещиной отрыва при двухосном нагружении.
4.2. Хрупкое разрушение элементов металлоконструкций с внутренней трещиной отрыва при сложном нагружении
4.3. Трещииостойкость хрупких тел с внутренними трещинами поперечного сдвига при двухосном нагружении
4.4. Выводы по главе 4.
Глава 5. Трещииостойкость и хрупкое разрушение элементов конструкций с регулярными и сингулярными концентраторами напряжений
5.1. Трещииостойкость элементов конструкций с регулярными концентраторами напряжений.
5.2. Трещииостойкость элементов конструкций с сингулярными концентраторами напряжений и проверка моделей прочности на образцах с остроугольными вырезами
5.3. Выводы по главе 5.
Глава 6. Механика разрушения в вопросах прочности, трещиностойкости и конструктивной безопасности строительных металлоконструкций.
6.1. Трещииостойкость, долговечность и конструктивная безопасность кожухов доменных печей
6.2. Трещииостойкость, долговечность и конструктивная безопасность стальных защитных оболочек атомных электростанций .
6.3. Трещииостойкость, долговечность и конструктивная безопасность резервуарных металлоконструкций.
6.4. Критерии прочности и нормирование дефектов сварных соединений и нарушений сплошности листового металлопроката
6.5. Механика разрушения в расчетах экстремальных снеговых нагрузок на сферические купольные покрытия.
6.6. Выводы по главе 6.
Глава 7. Вопросы расчета несущей способности оснований и устойчивости положения строительных конструкций
7.1. Смешанная контактная задача для полуплоскости при вдавливании жесткого плоского штампа.
7.2. Смешанная задача для полуплоскости, нагруженной постоянным давлением на части границы.
7.3. Выводы но главе 7
Глава 8. Применение механики разрушения при обследовании и техническом диагностировании строительных конструкций
8.1. Вопросы отбора кернов из массивных строительных конструкций и скальных оснований
8.2. Прочность и разрушение отрывом массива с круговым отверстием при сжатии и экспериментальное определение характеристик трещиностой кости
8.3. Прочность и разрушение сдвигом массива с цилиндрическим отверстием при сжатии.
8.4. Выводы по главе 8
Основные выводы и результаты
Библиографический список
Введение


Напряжения, вызванные структурными несовершснствованиями, могут быть значительными, но они быстро уменьшаются с удалением от этих несовершенств. Гак как характер распределения структурных несовершенств в реальных твердых телах неизвестен, невозможно учитывать напряжения, вызванные ими в этом кроется причина расхождения между технической и теоретической прочностью реальных твердых тел. Высокие и даже неограниченные напряжения и их быстрое затухание возможны около некоторых концентраторов напряжений в идеально однородной модели упругого и неупругого твердого тела ,3,6. Как учитывать их влияние на условия возникновения пластических деформаций и условия разрушения твердых тел, имея ввиду, что влияние напряжений, вызванных структурными несовершенствованиями, не учитывается. Ответом на этот вопрос является формулировка принципа эквивалентности. В рамках идеально однородной модели упругих твердых тел существуют решения, приводящие к ограниченным, но разрывным напряжением в особых точках тела или в местах разрыва граничных напряжений, например, клин полуплоскость нагруженный с одной стороны постоянным ограниченным давлением. И, наконец, еще одной причиной введения понятия макронапряжений служит существование в рамках идеально однородной модели упругого тела неограниченных напряжений, как в случае тела с трещинами. В классической линейной механике хрупкого разрушения прочность тела с трещиной определяется коэффициентами интенсивности напряжений КИН у концов трещины коэффициентами при особенности напряжений в концевых точках трещины разреза. Но, при таком подходе допускается неограниченная прочность тела, так как в простейшем случае разрыва неограниченного тела с прямолинейной трещиной коэффициенты интенсивности напряжений не зависят от растягивающего сжимающего напряжения в направлении трещины. Введение понятия макродеформаций и соответственно макронапряжений устраняет указанный недостаток классической линейной механики разрушения и позволяет оценить влияние действующих нагрузок на прочность тела с трещинами и, кроме того, позволяет оценить прочность тела с нетрещиновидными сингулярными концентраторами напряжений типа вырезов с углами в вершинах которых идеализированные напряжения неограниченны или неоднозначны. Как уже указывалось выше, в случае однородного напряженнодеформированного состояния макронапряжения не зависят от структурного параметра А и совпадают с общепринятым понятием напряжений в точке, которые предложено Г2 в отличие от макронапряжений называть идеализированными. В случае неоднородного поля деформаций разница между идеализированными напряжениями и макронапряжениями зависит от градиента идеализированных напряжений и величины параметра А. З И а а2 а2 а а 8 а 1. Л2а . При этом если структурный параметр А мал по сравнению с радиусом полости а со, то из 1. Если же радиус полости мал по сравнению с А а со 9 то т следует к . То есть отверстия, размеры которых малы но сравнению со структурным параметром, концентрации макронапряжений не вызывают. Методы определения макродеформаций и макропапряжений. Пусть в декартовой системе координат x,, задан вектор перемещений и ихе иуе2 иге3 и направление п пхех пуе2 п. Тогда, если в,р локальные сферические координаты с началом в центре x0,0, сферы диаметром А, то пх в ср, пу i6, п, 0 i р, где полярный угол в отсчитывается от плоскости x, в положительном направлении к оси у против часовой стрелки, а меридиональный угол р в плоскости x, отсчитывается от оси х в положительном направлении к оси против часовой стрелки. Относительное удлинение еп сферы диаметром А в направлении п определяется как отношение скалярного произведения векторов м, и2, п к диаметру А, т. У1 с координатами хх г х0 рсохвсозср уХ 2 у0 рятО , 2Х 2 г0 рсозв этср. В развернутом виде формула 1. Х,У,2х и. В случае плоской деформации . Г . В полярных координатах г,в на плоскости х,у относительное удлинение а вычисляется по той же формуле 1. Лгасозввр2 , 2 оМП0РМв i. Для плосконапряженного состояния компоненты напряжений . При этом компонента деформации е. Гука .