Решение задач прочности элементов сооружений с концентраторами методом фотоупругости

• Автор: Табанюхова, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ПОЛЯРИЗАЦИОННООПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЯХ

1.1. Из истории поляризационнооптических методов определения напряжений и деформаций

1.2. Основы теории пьезооптического эффекта

1.3. Пьезооптические материалы

1.4. Вопросы моделирования и точности поляризационнооптических исследований

1.5. Анализ поляризационнооптических методов исследования моделей на просвет

1.6. Метод фотоупругих покрытий

1.7. Нелинейная фотоупругость

1.8. Способы разделения напряжений и деформаций
1.9. Выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ С УГЛОВЫМИ ВЫРЕЗАМИ
2.1. Анализ научных публикаций по определению коэффициентов концентрации напряжений
2.2. Изучение концентрации напряжений в моделях балокстенок с ромбическими вырезами при изменении углового параметра
2.3. Изменение коэффициентов концентрации напряжений в балках с угловым вырезом при варьировании величины углового параметра
2.4. Примеры исследования концентрации напряжений в элементах строительных конструкций с вырезами
2.5. Выводы
3. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПРОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СООРУЖЕНИЙ С РАЗЛИЧНЫМИ КОНЦЕНТРАТОРАМИ
3.1. Теоретические и методические аспекты исследования задач
механики разрушения в приложении к элементам сооружений
3.2. Анализ изменения величин КИН в моделях балок, ослабленных
угловым вырезом, при варьировании углового параметра
3.3. Влияние местоположения пор в пластине с трещиной на величину
3.4. Модельные исследования напряженнодеформированного
состояния и разрушения конструкции каменной кладки
3.5. Предложения по практическому использованию результатов
исследования в инженерных расчетах
3.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


Рассматриваются направления метода фотоупругости, ориентированные на решение плоских и объемных задач в линейной и нелинейной постановке. Дается их сравнительная характеристика, отмечаются преимущества и недостатки. Приводятся некоторые характеристики пьезооптических материалов, используемых в экспериментах, а также рассматриваются вопросы моделирования и точности поляризационнооптических исследований [2, 3, , ,, , - , , ]. В строительной механике существует раздел экспериментальных методов, к которому и относится поляризационно-оптический метод [2, 3, , , , -, , ]. Он основан на использовании свойства двойного лучепреломления, которое позволяет эффективно определять напряжения и деформации. Рис. Эта особенность метода позволяет определять направления и величины напряжений для всех точек поля модели, выявлять концентрацию напряжений. Метод особенно полезен при исследовании концентрации напряжений и для выбора оптимальных формы и размеров конструкций при их проектировании [2, 3, , -, ]. Классификация метода представлена на рис. Методы фотоупругости разработаны более полно по сравнению с другими применениями поляризационно-оптического метода. Основные сведения из оптики, необходимые для понимания поляризационно-оптического метода, носят общий для всех его приложений характер. Большая часть используемой аппаратуры имеет тоже общее назначение [, , ]. Поляризационно-оптический метод позволяет исследовать любое напряженное состояние, однако проще всего с его помощью изучать плоское напряженное состояние. Он применим также для исследования элементов конструкций из непрозрачного материала путем наклеивания на них тонкого слоя пьезооптического материала. Однако в основной части его приложений используются модели элементов конструкций, выполненные из пьезооптического материала. Основным необходимым свойством этого материала является его способность к двойному лучепреломлению, которую приобретают некоторые прозрачные материалы при возникновении в них напряжений и деформаций. В модели создают нагрузки, подобные существующим в конструкции, и просвечивают поляризованным светом. При этом наблюдаются оптические эффекты, возникающие под действием нагрузок. Эти полосы нумеруются в соответствии с порядком циклов изменения интенсивности света. Порядки полос обычно выражаются через напряжения в модели с помощью зависимости, существующей между напряжениями и оптическим эффектом. Порядки полос можно также выразить с помощью соответствующей зависимости и через деформации. Если материал ведет себя линейно и упруго, то обе зависимости приводят к одному и тому же результату, а если материал обнаруживает вязкоупругие свойства, то необходимы и та и другая зависимости [2, 3, , , ]. В течение многих лет, с момента своего появления, поляризационнооптический метод использовался для исследования плоских упругих задач при статической нагрузке. В тридцатых годах прошлого столетия метод получил важное развитие, заключающееся в использовании явления «замораживания» для решения объемных задач. Затем были найдены пути решения плоских задач при динамических нагрузках и некоторых задач вязкоупругости и пластичности. Применение пленок и листов из оптически чувствительного материала, приклеиваемых на поверхность натурных конструкций, расширило область применения метода []. История метода уходит своими корнями в начало XIX века. Явление искусственного двойного лучепреломления, связанное с тем, что прозрачные материалы под воздействием напряжений приобретают оптическую анизотропию, было открыто Брюстером в году. Он предложил использовать его для изучения напряженного состояния плоских стеклянных моделей. Позднее Нейман, Максвелл, Вертгейм, и другие установили количественные связи между оптическими эффектами и напряжениями в упругих моделях. В году Леви доказал, что для широкого класса плоских упругих задач распределение напряжений не зависит от упругих постоянных материала и, следовательно, может быть найдено на моделях из прозрачных материалов с упругими постоянными, отличными от натуры. В году Менаже выполнил исследование работы моста на стеклянной модели.