Оценка прочности упруго-деформируемых систем с особенностями в напряжениях на основании силового критерия

• Автор: Шулайкин, Анатолий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 103 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОЧНОСТЬ ДЕФОРМИРУЕМЫХ СИСТЕМ С ОСОБЕННОСТЯМИ В НАПРЯЖЕНИЯХ.

1.1. Классические задачи механики разрушения

1.2. Задачи теории упругости, приводящие к особенностям в напряжениях.

1.2.1. Системы с особенностями в напряжениях любого знака

1.2.2. Контактные задачи.

1.3. Прогноз прочности изделий с трещинами на базе концепции коэффициента интенсивности напряжений КИН.

Основные результаты и выводы по главе

2. СИЛОВОЙ КРИТЕРИЙ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ПРОГНОЗА ПРОЧНОСТИ СИСТЕМ С ОСОБЕННОСТЯМИ В НАПРЯЖЕНИЯХ.

2.1. Силовой критерий прочности

2.2. Теоретические оценки прочности систем с помощью силового критерия прочности

2.2.1. Вариант линейного напряженного состояния
2.2.2. Объмное напряжнное состояние
Основные результаты и выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ ОБРАЗЦОВ С РАЗРЕЗОМ В УСЛОВИЯХ ПЛОСКОГО ПОПЕРЕЧНОГО И ЧИСТОГО ИЗГИБА. ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРА СТРУКТУРНОЙ ЯЧЕЙКИ МАТЕРИАЛА
3.1. Испытания стандартных и квазистандартных образцов.
3.1.1. Планирование и проведение эксперимента
3.1.2. Обработка экспериментальных данных. Анализ зависимости прочности материала от размеров образцов.
3.2. Испытание образцов с разрезом. Модели, близкие к классическим схемам механики разрушения деталей с трещинами
3.2.1. Моделирование концентратора напряжений. Проведение испытаний
3.2.2. Обработка результатов эксперимента
3.3. Экспериментальная зависимость прочности балок от размера концентратора.
3.3.1. Сопоставление эксперимента с теоретическими данными.
3.3.2. Влияние размера концентратора на интенсивность проявления масштабного фактора.
3.4. Вариант методики определения размера структурной ячейки
материала
Основные результаты и выводы по главе.
4. ПРОЧНОСТЬ ДЕФОРМИРУЕМЫХ СИСТЕМ С ОБЪМНЫМИ ОСОБЕННОСТЯМИ В ПОЛЕ СЖИМАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ
4.1. Реализация объмного напряжнного состояния при проведении испытаний системы штамп полупространство
4.2. Обработка результатов испытаний. Анализ зависимости прочности материала от размера штампов
4.3. Определение прочностных характеристик материала
4.3.1. Предел прочности материала на растяжение.
4.3.2. Предел прочности материала на сжатие.
4.3.3. Определение значения упругих постоянных материал, используемого в экспериментах
4.4. Теоретическая оценка прочности системы штампполупространство при помощи силового критерия.
Сопоставление с результатами эксперимента
Основные результаты и выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Прогноз прочности изделий с трещинами на базе концепции коэффициента интенсивности напряжений КИН. СИЛОВОЙ КРИТЕРИЙ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ПРОГНОЗА ПРОЧНОСТИ СИСТЕМ С ОСОБЕННОСТЯМИ В НАПРЯЖЕНИЯХ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ ОБРАЗЦОВ С РАЗРЕЗОМ В УСЛОВИЯХ ПЛОСКОГО ПОПЕРЕЧНОГО И ЧИСТОГО ИЗГИБА. Испытания стандартных и квазистандартных образцов. Обработка экспериментальных данных. Анализ зависимости прочности материала от размеров образцов. Испытание образцов с разрезом. Моделирование концентратора напряжений. Экспериментальная зависимость прочности балок от размера концентратора. Сопоставление эксперимента с теоретическими данными. Влияние размера концентратора на интенсивность проявления масштабного фактора. Основные результаты и выводы по главе. Обработка результатов испытаний. Предел прочности материала на растяжение. Предел прочности материала на сжатие. Теоретическая оценка прочности системы штампполупространство при помощи силового критерия. Основные результаты и выводы по главе. Проблема обеспечения наджности и долговечности сооружений, работающих в сложных эксплуатационных условиях, неразрывно связана с достоверной оценкой нанряженнодеформируемого состояния каждого элемента этой системы. По действующим напряжениям определяется несущая способность конкретного звена конструкции, следовательно, и прочность всего сооружения как единой системы, состоящей из взаимосопряжнных деталей. Важным при этом является отыскание зон с концентрацией напряжений, правильная оценка уровня которых предопределяет корректность прогноза несущей способности и наджности сооружения. Наиболее сложным вопрос оценки прочности системы становится в том случае, когда аналитические решения механики тврдого деформируемого тела выявляют особенности напряжннодеформируемого состояния. При наличии зон с бесконечно большими напряжениями элементы конструкций должны разрушаться при сколь угодно малых, но конечных нагрузках. В реальности это, естественно, не происходит. В настоящее время оценка прочности систем, в элементах которых на основании теоретических расчтов возникают особенности в напряжениях, выполняется в рамках механики разрушений. Прогноз сводится к рассмотрению объекта с трещиной, в устье которой реализуется поле растягивающих или сдвиговых деформаций. При этом для оценки прочности используется критерий, основанный на понятии коэффициента интенсивности напряжений КИН. Однако проблема прогноза прочности элементов конструкций не замыкается только на объектах с трещинами, работающих в условиях растяжения и сдвига. Существуют и другие виды концентраторов, приводящие к появлению пространственных особенностей в напряжениях. Например, штамп, вдавливаемый в полупространство. КИН к прогнозу прочности представляется, по крайней мере, проблематичным. Поэтому, вопрос дальнейшей разработки и совершенствования физикомеханических концепций, связанных с прогнозом прочности систем с особенностями напряжннодеформированного состояния, является актуальным. Целыо работы является разработка практической методики оценки прочности упругодеформируемых систем с особенностями в напряжениях при помощи силового критерия. Для е достижения выполняется следующее. Анализ решений задач механики тврдого деформируемого тела, приводящих к появлению сингулярности в напряжениях. Теоретические оценки прочности систем с особенностями при помощи силового критерия. Построение методики экспериментального определения размера структурной ячейки материала. Исследование несущей способности балок цельных и с концентратором в условиях плоского поперечного и чистого изгиба. Определение размера структурной ячейки материала по результатам испытаний с реализацией линейного напряжнного состояния. Прогноз прочности системы с объмными особенностями в поле сжимающих напряжений при использовании найденного размера структурной ячейки. Экспериментальная оценка прочности системы круговой в плане штамп упругое полупространство. Сопоставление и анализ теоретических и экспериментальных данных. Метод исследования экспериментальнотеоретический.