ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Трехслойный стержень в условиях абляции из "Механика слоистых вязкоупругопластичных элементов конструкций " Скорость уноса вещества с поверхности рассматриваемого стержня определяется величиной интенсивности теплового потока, скоростью напора набегающего потока газа, термомеханическими характеристиками материала поверхности. Абляция вызовет также изменения в температурном поле стержня и уменьшение толщины внешнего слоя. Для отражения указанного явления предположим, что абляция начинается через время to. после начала воздействия теплового потока и достаточного нагрева поверхности. Скорость уноса вещества с этого момента будем считать постоянной, определяемой из эксперимента. Изменение толщины внешнего слоя (t) в этом случае будем предполагать линейным. [c.188] Входящие в (4.75)-(4.77) параметры упругости, функции нелинейности и реономности материалов слоев описаны в п. 4.1.7. [c.189] Таким образом, решение (4.78) является, вообще говоря, не частным случаем решения (4.73), так как здесь учтена возможность абляции. Все коэффициенты и параметры формально совпадают с описанными ранее. [c.190] Числовые результаты. Тепловой поток интенсивности qt падает на внешнюю поверхность керамического слоя перпендикулярно к ней. Вся теплота, воспринимаемс1я стержнем за время t, идет на нагревание внешнего слоя 1 и заполнителя 3. Температура внутреннего несущего слоя 2 принимается равной температуре заполнителя в месте склейки t). [c.190] За время воздействия теплового потока в течении первых 30 минут температура на поверхности внешнего керамического слоя возросла до 1263 К, что привело к размягчению материала и появлению абляции. При расчетах принято, что абляция продолжалась 30 минут, и за это время была унесена треть внешнего слоя. [c.191] Па рис. 4.43 показаны относительный сдвиг в заполнителе и прогиб W трехслойного стержня, вычисленные по формулам (4.84)-(4.86) для различных толш ин внешнего керамического слоя, который подвергся абляции и без ее учета 1 —/ii = = 0,03, 2 hi = 0,02, 3 h = 0,03 -л 0,02 (штрих упругое решение), 4 hi — 0,03, q — (только тепловое воздействие), 5 — h =0,03, qt = 0 (только силовая нагрузка). [c.191] Здесь и далее при расчетах принимались следующие параметры /i2 = 0,06, с = 0,12, q — 10 Па, t — 60 мин., qt — = 24000 Дж/(м2-с). [c.192] Графики изменения нормальных напряжений в поперечных сечениях стержня (ж = О, х = 1/2) показаны на рисунках 4.45, 4.46 соответственно 1 h = 0,03, 2 h = 0,02, 3 h — 0,03 —) 0,02, — hi — 0,03, q — О (только тепловое воздействие), 5 — hi= 0,03, qt = (только силовая нагрузка). [c.193] Здесь следует отметить, что в шарнирно опертом трехслойном стержне воздействие теплового потока сдвигает напряжения керамического слоя в положительную область, а металлического слоя — в отрицательную. [c.194] Падение напряжений на внешней поверхности керамического слоя обусловлено высокой температурой, что приводит к резкому уменьшению модулей упругости материала. Абляция вызывает перераспределение напряжений в слоях стержня. В керамическом слое их максимальная величина практически не изменяется, однако наблюдается рост в заполнителе и несущем металлическом слое. [c.194] Вернуться к основной статье