Деформация и динамическая прочность керамических элементов машиностроительных конструкций при интенсивном импульсном нагружении микросекундной длительности

• Автор: Скрипняк, Евгения Георгиевна
• Шифр специальности: 01.02.06, 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 159 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДЕФОРМАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ИНТЕНСИВНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ МИКРОСЕКУНД-
НОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ
1.1. Керамические элементы конструкций, подвергающиеся импульсному нагружению
1.2. Компьютерное моделирование высокоскоростной деформации и от-кольного разрушения элементов конструкций. Математическая постановка задач
1.3. Модель механического поведения конструкционных керамических материалов при интенсивном импульсном нагружении
1.4. Особенности численной реализации релаксационных моделей при расчетах деформации и откольного разрушения элементов конструкций
при интенсивном импульсном нагружении
2. ЯВЛЕНИЯ ВОЛНОВОЙ ДИНАМИКИ ПРИ РАСЧЕТАХ ДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ А1203, ЭЮ, Т1В2, Zr02
2.1. Закономерности распространения ударных импульсов в пластинах из конструкционной керамики на основе А1203, ЭЮ, Т|В2, 2г02 при амплитуде,
не превышающей предел упругости Гюгонио
2.2. О формировании в плотных керамических материалах структуры ударного импульса с амплитудами, превышающими предел упругости Гюгонио
2.3. Затухание упругих предвестников в керамических материалах на осно-

вв А12Оз
3. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ АДЕКВАТНЫЙ УЧЕТ ПРИ ПРОГНОЗИРОВАНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ОТКОЛЬ-НОГО РАЗРУШЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Сдвиговая прочность конструкционных керамических материалов при высокоскоростной деформации
3.2. Откольная прочность конструкционных керамических материалов на основе А1203, ЭЮ, ТВг, 2гОгпри интенсивных импульсных воздействиях
3.3. Откольная прочность рубина и сапфира при импульсном нагружении субмикросекундной длительности
4. СТОЙКОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ К ОТКОЛЬНОМУ РАЗРУШЕНИЮ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ НАГРУЖЕНИИИ
4.1. Откольная прочность керамических пластин при нагружении ударными импульсами субмикросекундной длительности
4.2. Откольное разрушение слоистых металлокерамических конструкций
при интенсивном импульсном воздействии
4.3. Откольное разрушение оксид-алюминиевых покрытий на металлических элементах конструкций при интенсивном импульсном нагружении
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы обусловлена потребностью многих отраслей промышленности, включая машиностроительную, оборонную и космическую, в адекватных методиках расчета и теоретического прогнозирования прочностных и эксплуатационных характеристик керамических элементов конструкций при интенсивном динамическом нагружении.
Интерес к данной проблеме возрос в последнее десятилетие в связи с быстрым развитием технологий промышленного производства керамических элементов конструкций и нанесения керамических покрытий, а также в связи с интенсивным развитием методов компьютерного моделирования и численно-аналитических методов расчета [1-7].
Развитие численно-аналитического аппарата для прогнозирования поведения керамических материалов и элементов конструкций при высокоскоростной деформации открывает новые возможности при проведении фундаментальных и прикладных исследований в экспериментальной физике твердого тела, конструировании новых объектов авиационной, космической и военной техники, а также в теплоэнергетике и машиностроении, при разработке технологий получения новых конструкционных материалов с заданными физико-механическими свойствами.
При проектировании керамических деталей машин и конструкций, эксплуати-рующихся в условиях воздействий импульсных и ударных нагрузок, возникли серьезные трудности, обусловленные недостаточной для практических целей адекватностью методов расчета на прочность [8-11]. Сложность проектирования элементов конструкций, подвергающихся интенсивным импульсным нагрузкам, обусловлена слабой изученностью механического поведения конкретных керамических материалов при импульсных и динамических воздействиях, а также неадекватностью из-

ур = 0.5 Ь /5Ы(т, ур)У(т) ,

М= М0 + 1-Н(т-т*)+ N*[1 - ехр (~р2 Ук )] - (1-38)
у(т)~ —~—2-5дп( т - тр), х =
1 + X Рз
где Н(т-тр) - функция Хевисайда, 1М0, Г1*, р р2, 'сР ' коэффициенты модели для конкретного материала.
!д ( =1Л с
Рис. 1.4. Зависимость напряжения течения меди высокой химической чистоты от скорости деформации при различных степенях пластической деформации и при температуре в=Т/Тт =29ЪК/356К=0.26. Точками обозначены экспериментальные данные [97]. Пиния - расчетные значения.