ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Метод исследования предельных нагрузок из "Композитные оболочки при силовых и тепловых воздействиях " Рассматриваемая методика обеспечивает более надежную информацию о статической прочности или устойчивости элементов конструкций, а также прогнозирование их поведения при различных режимах нагрева. В процессе исследования возможно также определение некоторых механических и теплофизических характеристик материалов и измерение деформаций и перемещений. [c.13] Обобщенная характеристика включает в себя множество предельных напряженных состояний, соответствующих различным уровням нагрузок при комнатной и повышенной температурах. Условимся относить к ним состояния, при которых происходит либо разрушение материала, либо вьшучивание стенок, либо потеря образцом устойчивости в целом. Внешнюю нагрузку, вызывающую предельное напряженное состояние, будем назьшать предельной. [c.13] Величина Ткр определяется природой и структурой материала, напряженно-деформированным состоянием и механизмом разрушения образца. В случае монотонного возрастания температуры наружной поверхности Тц при одностороннем нагреве критической будем считать температуру внутренней поверхности образца Твн, при симметричном двустороннем нагреве — температуру срединной поверхности и т. д. При этом в каждой точке образца (внутри или на поверхности) должно выполняться условие T xi) Тщ,. [c.13] Излагаемые в данной главе метод исследования закономерностей изменения предельных нагрузок и теория расчета элементов композитных конструкций по их обобщенным характеристикам опираются в основном на представления, вытекающие из постановки и методов решения краевых задач математической физики. [c.15] Здесь U — плотность источников тепла ац — тензор напряжений Sij — тензор малых деформаций — коэффициенты податливости изотермического состояния ац — тензор теплового расширения тела щ — вектор перемещений. Дифференцирование по пространственной координате обозначено запятой на уровне индексов с одновременным обозначением соответствующей координаты. [c.15] Известно [90], что задачу термоупругости в несвязанной постановке разделяют на две и решают их последовательно. Первая представляет собой краевую задачу теории теплопроводности с уравнением поля (1.1). У непрозрачных материалов, к которым относится большинство композитов, теплопередача от точки к точке внутри осуществляется теплопроводностью и описывается уравнением теплопроводности Фурье. [c.16] Здесь n — внешняя нормаль к поверхности в точке Ai, Аг — коэффициенты теплопроводности на контактирующих поверхностях А 2 — общая поверхность. [c.16] Определение температурных полей в композите значительно усложняется при наличии термической деструкции связующего, которая существенно изменяет процесс переноса тепла в материале. Система уравнений, описывающая распространение тепла в композите в этом случае, должна включать уравнения химической кинетики, сохранения массы, энергии и количества движения, состояния парогазообразной фазы, а также необходимые соотношения для входящих в эту систему физических параметров [130]. [c.16] Погрешность определения обобщенной характеристики будет зависеть от погрешностей воспроизведения внешних воздействий и измерений параметров, характеризующих эти воздействия, а также от погрешностей обработки результатов испытаний. [c.17] Первый момент накладывает ограничение на характер поведения интересующих нас материалов. Положение о существовании критической температуры связано с тем, что в ряде случаев трудно установить ее точное значение из-за отсутствия постоянной температуры размягчения у некоторых компонентов и отсутствия реологических свойств, проявляющихся при высоких температурах. [c.17] Погрешность расчета элементов конструкций по их обобщенным характеристикам будет зависеть от выбора образцов конструкций, на которых они определяются, от погрешностей обобщенных характеристик и используемых методов расчета. Одной из основных задач теории расчета в этом случае является создание простых и надежных методов, позволяющих при минимальной информации охватить наибольшее количество явлений. В связи с этим при нахождении обобщенных характеристик широко используются методы теории обобщенных переменных, которые, с одной стороны, позволяют уменьшить объем экспериментальных исследований, а с другой — определить предельные нагрузки элементов при подобных режимах нагревания. Кроме того, ниже излагается ряд методов расчета, позволяющих вычислять предельные нагрузки элементов конструкций при режимах нагревания, отличных от тех, при которых находились обобщенные характеристики. [c.17] Нахождение предельных нагрузок на образцах конструкций ведет к сокращению объема экспериментальных исследований, способствует отработке технологических процессов изготовления натурных конструкций и созданию методики их испытаний в лабораторных условиях. [c.18] Организация и проведение заранее на научной основе исследований закономерностей изменения предельных нагрузок типовых элементов из новых материалов (оболочек, панелей, пластин, стержней, балок и др.) и представление их в виде справочных данных должно способствовать быстрейшему внедрению их в производство изделий. [c.18] Вернуться к основной статье