Исследование напряженно-деформированного состояния наращиваемых систем с учетом нелинейной ползучести материала

• Автор: Пуляевский, Денис Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Обзор состояния теории расчета наращиваемых систем с учетом ползучести материала

1.1 Ползучесть материалов. Основные положения

1.2 Расчет систем из вязкоупругого материала.

1.3 Расчет наращиваемых систем из вязкоупругого материала .

1.4 Связь между напряжениями и деформациями при нелинейной ползучести материала.

1.5 Изменение во времени модуля мгновенной деформации и усадка бетона

Глава 2. Напряженнодеформированное состояние наращиваемых систем с учетом линейной ползучести материала

2.1 Уравнение состояния неоднородно стареющего материала и

его численное решение

2.2 Расчет стержневых систем с учетом линейной ползучести материала .
2.3 Учет деформаций усадки при расчетах стержневых систем .
2.4 Расчет наращиваемых стержневых систем из вязкоупругого неоднородно стареющего материала.
2.5 Анализ точности получаемых численных решений
2.6 Учет деформаций ползучести в соответствии с нормативными документами, действующими в строительстве.
2.7 Пример расчета наращиваемой системы с учетом линейной ползучести материала.
Глава 3. Напряженнодеформированное состояние наращиваемых систем с учетом нелинейной ползучести материала
3.1 Уравнение состояния неоднородно стареющего материала в случае нелинейной ползучести и его численное решение . . .
3.2 Расчет наращиваемых стержневых систем с учетом нелинейной ползучести материала
3.3 Анализ точности численных решений и особенности машинной реализации
3.4 Пример расчета наращиваемой системы с учетом нелинейной ползучести материала
Глава 4. Напряженнодеформированное состояние систем из синтетических материалов с учетом нелинейной ползучести
4.1 Гсорешетки. Механические свойства синтетического нетканого материала.
4.2 Ползучесть материала ври сложном напряженном состоянии
и конечных перемещениях
4.3 Расчетная модель георешетки .
4.4 Некоторые результаты проведенных расчетов
Заключение
Список литературы


Для таких материалов напряжения в некоторый момент времени определяются деформацией не только в этот момент, но и всей историей их предшествующего деформирования. Способность материала деформироваться во времени при действии постоянных нагрузок называется ползучестью. Опытами установлено, что деформация ползучести некоторых материалов, таких, например, как бетон, может превосходить упругую в два раза и более. Естественно, что для исследования напряженного состояния сооружений и построения общих принципов их расчета с учетом ползучести приходится несколько идеализировать как самый материал, так и физическую сторону явления. Теория ползучести устанавливает зависимость между деформациями и напряжениями с учетом фактора времени, что само по себе не является новым, поскольку время всегда участвовало в задачах динамики сооружений, где учитывались силы инерции. Однако теория ползучести вводит учет времени в очень медленные процессы деформирования, в которых силы инерции пренебрежимо малы. В настоящее время имеется большое количество исследований, относящихся к деформированию материалов и конструкций во времени и выполненных применительно к требованиям расчета систем различного вида и из различных материалов. Обширные исследования проведены но вопросам деформирования металлов, работающих в условиях высоких температур, по деформированию бетонов различных составов, древесины, грунтов, полимеров и т. Однако на основании полученных опытных данных не удается построить для всего многообразия материалов единой теории ползучести, достаточно точно описывающей все особенности их деформирования во времени. Многие закономерности теории ползучести были экспериментально установлены более ста сорока лет тому назад и довольно обстоятельно теоретически обоснованы. В числе первых исследователей, обнаруживших явление деформирования материалов во времени при постоянной нагрузке, были Вика [1], Вебер [5,6] и Кольрауш [3]. Kiz, (1. К/Е - постоянная, называемая временем релаксации; К - коэффициент вязкости или коэффициент внутреннего сопротивления деформации элемента. Для ряда материалов уравнение (1. Несколько позднее Больцманом [] был создан достаточно общий математический аппарат для описания явлений линейной ползучести. Этот аппарат, значительно развитый впоследствии Вольтерра [3,4], явился важным вкладом в математический анализ и является в настоящее время классическим разделом теории интегральных уравнений. Параллельно развивалось направление, в котором поведение реальных материалов исследовалось с помощью упрощенных моделей. Первой моделью такого рода была модель Максвелла (содержащая упругий и вязкий элементы, соединенные последовательно), иллюстрирующая дифференциальную зависимость (1. Несколько иные достаточно простые модели предложены Фойгтом [2] (модель содержащая упругий и вязкий элементы, соединенные параллельно), Кельвином [0], Шведовым и др. Ф (ё, а, t) = 0. Эти функциональные зависимости легко находятся из экспериментов назагружение образцов постоянным во времени напряжением о = const. Распространение же их на иные случаи загружения не является корректным. СГ* &сг) ~ ? СГ ~ ? Е - модуль упругомгновенной деформации материала. Эта форма имеет то преимущество, что в нее не входит явно время, и, следовательно, закон деформирования не зависит от начала отсчета времени, как и должно быть для материалов с постоянными физикомеханическими свойствами. Для бетона старого возраста А. Р. Ржаиицыным [] была разработана общая линейная наследственная теория ползучести с инвариантными по отношению к началу отсчета времени ядрами интегральных зависимостей. Но необходимость учета переменности свойств твердеющего бетона во времени требовала перехода к более общим, неинвариантным по отношению к началу отсчета времени ядрам. В этом направлении следует отметить работы Г. II. Маслова [] и, в особенности, Н. Х. Арутюняна [6]. Им же была разработана нелинейная наследственная теория ползучести бетона, пригодная для больших напряжений. Эта теория соответствует нелинейно наследственному соотношению, предложенному М. И. Розовским [], а еще ранее Лидерма-ном [4] для других материалов.