Анализ, реологический

В расчете каждого шага следует выделить две узловые задачи упругое и неупругое решение [15]. Первое означает определение НДС идеально упругой конструкции по заданным внешним воздействиям (силовым, кинематическим, тепловым) при известном поле дополнительных (неупругих) деформаций второе — определение изменения поля неупругой деформации в конструкции за интервал времени At. Последняя задача не является краевой и может решаться для каждой представительной точки конструкции в отдельности по известной модели материала первая задача только наличием дополнительного поля р отличается от обычной задачи термоупругости, реологическая модель здесь не фигурирует. Прежде чем переходить к анализу реологических свойств конструкций при тех или иных воздействиях, рассмотрим эти две составные части расчета кинетики в наиболее общем виде. [c.173]

При анализе реологических свойств движущихся сред важно уметь описывать скорости изменения различных полевых величин (таких, как плотность, форма, напряжение) для заданной частицы, или, более точно, для бесконечно малого элемента среды, заключающего эту частицу. Свойства данного элемента определяются скоростью изменения и историей изменения соответствующих полевых переменных в элементе и ни в коей мере не зависят от его положения или движения в пространстве. Значит, телесные поля дают более простое и естественное описание реологических свойств, нежели пространственные, [c.401]

Основное допущение, положенное в основу нашего анализа реологических свойств сплошных сред, состоит в том, что для любого момента t напряжение в бесконечно малом элементе среды, содержащем частицу определяется (с точностью до произвольного аддитивного изотропного напряжения) температурой Т и формой этого элемента как в мгновение t, так и во все пре- [c.412]

Математический анализ реологической модели процесса сварки с учетом традиционных допущений позволил В. А. Гончаренко получить в общем виде следующие формулы для 1-го этапа, описывающие зависимость от безразмерного времени безразмерной толщины расплавленного слоя и глубины проплавления соответственно [c.386]

Глава седьмая посвящена анализу реологических явлений, возникающих на фрикционном контакте в ней дается метод расчета механических релаксационных колебаний. [c.4]

Требование инвариантности размерности приводит при помощи анализа размерностей к определенным правилам выбора масштабов для множества инженерных задач. К сожалению, это справедливо лишь в случаях, когда используются линеаризованные формы определяющих предположений. При нелинейных формах реологических связей (такова ситуация в гидромеханике неньютоновских жидкостей) правила выбора масштабов могут быть установлены только в том случае, если как в модели, так и в ее прототипе используется один и тот же материал. Действительно, асимптотическая справедливость линейной (т. е. ньютоновской) теории демонстрируется главным образом успешным использованием правил выбора масштаба в применении к различным материалам, а не прямым экспериментальным подтверждением основных предположений [4]. [c.60]

Следует заметить, что большинство встречающихся в инженерных приложениях течений кинематически более сложно, чем те, которые были названы реологическими. Для таких течений общая теория простых жидкостей может дать лишь весьма ограниченные (если даст какие-либо вообще) результаты, в то время как часто можно провести анализ этих течений с помощью более специальных уравнений состояния. В гл. 7 будет рассмотрен ряд примеров такого типа. [c.210]

Анализ размерностей в задачах ньютоновской гидромеханики отличается от своего ньютоновского аналога в двух очень важных отношениях. Во-первых, имеется не один, а два размерных параметра, определяющих уравнение состояния. Кроме того, две жидкости, характеризуемые одинаковыми значениями fx и Л, не одинаковы в смысле их реологического поведения, т. е. они имеют не одинаковые уравнения состояния, поскольку вид безразмерного функционала может меняться от одной жидкости к другой. Таким образом, значения а и А не полностью определяют поведение жидкости, и анализ размерностей, основанный на этих двух параметрах, дает в лучшем случае только качественные указания. [c.265]

Этот безразмерный критерий систематически в литературе не использовался, и мы предлагаем здесь назвать его первым упругим числом и обозначить символом El . Стоит заметить, что при анализе численных задач неньютоновской гидромеханики, основанных на конкретных реологических соотношениях, как нормальные напряжения, так и инерционные силы часто исключаются из рассмотрения на том основании, что они пропорциональны квадрату скорости возможность пренебречь той или другой величиной оценивается при атом величиной числа El . [c.269]

В первом томе содержится информация, составляющая фундамент механики твердого деформируемого тела. Подробно обсуждаются свойства конструкционных материалов, анализ напряженно-деформированного состояния в точке сплошной среды и физические уравнения в реологическом аспекте. Уделено значительное внимание проблеме предельного состояния материала в локальной области. За- [c.35]

В инженерной практике во многих случаях оценка НДС производится на базе упрощенных схем деформирования (реологических схем) материала и элементов конструкций. Так в основном анализ НДС ведется в рамках теории упругости или деформационной теории пластичности с использованием методе- [c.4]

Вместе с тем при сложном термосиловом, динамическом, квазистатическом или длительном нагружениях ответственных конструкций, изготовляемых по сложному технологическому процессу, адекватный анализ НДС может быть проведен только на основании решения краевых задач, базирующихся на реологических схемах, учитывающих различные нелинейные, зависящие от истории деформирования, свойства материала (рис. В.1). Кроме того, при расчете НДС должна быть учтена сложная геометрия конструкции. Ясно, что такого рода задачи могут быть решены в основном численными методами, наибольшей универсальностью из которых обладает метод конечных элементов (МКЭ). [c.5]

Как следует из схемы, представленной на рис. В.1, информация о НДС является ключевой для анализа прочности и долговечности элементов конструкций. Поэтому правильность оценки работоспособности той или иной конструкции в первую очередь зависит от полноты информации о ее НДС. Аналитические методы позволяют определить НДС в основном только для тел простой формы и с несложным характером нагружения. При этом реологические уравнения деформирования материала используются в упрощенном виде [124, 195, 229]. Анализ НДС реальных конструкций со сложной геометрической формой, механической разнородностью, нагружаемых по сложному термо-силовому закону, возможен только при использовании численных методов, ориентированных на современные ЭВМ. Наибольшее распространение по решению задач о НДС элементов конструкций получили следующие численные методы метод конечных разностей (МКР) [136, 138], метод граничных элементов (МГЭ) [14, 297, 406, 407] и МКЭ [32, 34, 39, 55, 142, 154, 159, 160, 186, 187, 245]. МКР позволяет анализировать НДС конструкции при сложных нагружениях. Трудности применения МКР возникают при составлении конечно-разностных соотношений в многосвязных областях при произвольном расположении аппроксимирующих узлов. Поэтому для расчета НДС в конструкциях со сложной геометрией МКР малоприменим. В отличие от МКР МГЭ позволяет проводить анализ НДС в телах сложной формы, но, к сожалению, возможности МГЭ ограничиваются простой реологией деформирования материала (в основном упругостью) [14]. При решении МГЭ упругопластических задач вычисления становятся очень громоздкими и преимущество метода — снижение мерности задачи на единицу, — практически полностью нивелируется [14]. МКЭ лишен недостатков, присущих МКР и МГЭ он универсален по отношению к геометрии исследуемой области и реологии деформирования материала. Поэтому при создании универсальных методов расчета НДС, не ориентированных на конкретный класс конструкций или вид нагружения, МКЭ обладает несомненным преимуществом по отношению как к аналитическим, так и к альтернативным численным методам. [c.11]

С целью анализа применимости принятых реологических -схем деформирования материала и разработанных методов расчета НДС элементов конструкций был проведен комплекс исследований по сопоставлению расчетных, аналитических и экс- [c.31]

Повреждение, обусловленное интенсивным порообразованием по границам зерен в материале, может приводить к значительному его разрыхлению. В этом случае проведение независимого (несвязного) анализа НДС и развития повреждений в материале дает значительные погрешности. Например, отсутствие учета разрыхления в определенных случаях приводит к существенному занижению скорости деформации ползучести и к снижению скорости накопления собственно кавитационных повреждений. В настоящее время связный анализ НДС и повреждаемости базируется в основном на феноменологических подходах, когда в реологические уравнения среды вводится параметр D, а в качестве разрушения принимается условие D = 1 [47, 50, 95, 194, 258, 259]. Дать физическую интерпретацию параметру D достаточно трудно, так как его чувствительность к факторам, определяющим развитие межзеренного повреждения, априорно предопределена той или иной феноменологической схемой. Так, во многих моделях предполагается, что D зависит только от второго инварианта тензора напряжений и деформаций и тем самым исключаются ситуации, когда повреждаемость и, как следствие, кинетика деформаций (при наличии связного анализа НДС и повреждения) являются функциями жесткости напряженного состояния. [c.168]

Анализ термической нагруженности конструктивных элементов показЫ)Вает, что при моделировании в качестве базового можно принять термический цикл ( трапеция ), включающий нестационарную (нагрев—охлаждение) и стационарную (выдержка при температуре max) части и отражающий принципиальные особенности нагрева в реальных условиях, либо частный вариант цикла — пила , воспроизводящий чисто циклический нагрев. Включение выдержки при max в термический цикл (рис. 7, В/) важно в связи с тем, что на этом этапе представляется возможным воспроизвести реологические процессы (релаксация напряжений, ползучесть), протекающие в реальных условиях и существенно снижающие сопротивление термической усталости. [c.14]

В монографии изложены основные направления и методы исследования свойств металлических порошков дисперсионный анализ, включающий анализ порошков по фракциям, измерение удельной поверхности, определение размеров, форм, микроморфологии и микроструктуры отдельных частиц испытание физических и физико-механических свойств, определяющих плотностные, реологические и электромагнитные характеристики порошков рентгенографические методы исследования структурных несовершенств и инструментальные физические методы локального и общего химического анализа способы анализа фаз и, наконец, оценка условий безопасной работы с порошками. [c.111]

Анализу изменения реологических свойств различных металлов и сплавов при дробном нагружении в последнее время уделяется большое внимание как в теоретических работах, так и в экспериментальных исследованиях в СССР и за рубежом [84—96]. [c.31]

С использованием методов планирования экстремального эксперимента на пластометрах были найдены оптимальные условия деформации многих трудно-деформируемых сталей и сплавов [226—228]. Эффективно применение многофакторного эксперимента на пластометре для анализа изменения реологических свойств в зависимости от переменного состава легирующих элементов. Подобная методика исследования систем состав сплава — реологические свойства позволяет создавать материалы с наилучшими сочетаниями механических и технологических свойств. [c.68]

При анализе критериев и границ существования приспособляемости наряду с использованием простейшей диаграммы деформирования идеально пластичного тела привлекаются механические дискретные и статистические структурные модели тел В дискретных моделях [37] рассматривается система одновременно деформирующихся на одинаковую величину подэлементов, наделенных различными упругопластическими и реологическими свойствами. Это позволяет описать влияние скорости деформирования на диаграмму растяжения металла, эффект Баушингера и циклическое упрочнение при малоцикловом нагружении, ползучесть и релаксацию при выдержках, а также воспроизвести деформационные процессы при сложном, в том числе неизотермическом нагружении. Тем самым использование моделей способствует введению надлежащих уравнений состояния в вычислительные решения задач о полях упругопластических деформаций при термоциклическом нагружении. На этой основе рассматривались вопросы неизотермического деформирования лопаток и дисков газовых турбин, образцов при термоусталостных испытаниях и, ряд других приложений. [c.30]

Привлечение для анализа волновых процессов численных методов расчета на основе априорной модели материала [165, 249, 383], реализация режима нагружения материала, определяемого кинетикой деформирования и изменяющегося при распространении волны, недостаточно яркое проявление реологических характеристик материала на конфигурации фронта [301] существенно затрудняют исследование поведения материала при высокоскоростном деформировании путем изучения закономерностей распространения упруго-пластических волн. [c.14]

Среди работ, посвященных анализу устойчивости оболочек с учетом реологических свойств материала, лишь в незначительной части в качестве объекта изучения рассматриваются пологие оболочки вращения. Важные в прикладном отношении вопросы ползучести гибких пологих открытых и подкрепленных в вершине оболочек не исследованы (авторам подобные работы неизвестны). [c.12]

Рассмотрим некоторые результаты численного анализа изгиба и устойчивости нейлоновых конических оболочек с учетом реологических свойств материала при различных наиболее распространенных моделях опирания края. На рис. 13 и 14 [c.59]

Таким образом, предлагаемая методика дает надежные результаты анализа изгиба и устойчивости равномерно нагруженных замкнутых в вершине пологих оболочек вращения с учетом реологических свойств материала. Полученные данные отражают влияние геометрических параметров (высота над плоскостью, переменность толщины), условий опирания краев на формоизменение характер перераспределения внутренних силовых факторов в процессе ползучести и время осесимметричного выпучивания оболочек. [c.68]

Для проверки сходимости полученных экспериментальных данных с теоретическими положениями процесса шлакования выполнено определение основных параметров, характеризующих шлакование, расчетом. На основании теоретического анализа процесса шлакования (см. параграф 1.5) установлено, что оно будет происходить в том случае, если сочетание факторов обеспечит условия, при которых значение адгезии больше функции реологических свойств, т. е. [c.44]

Из теоретического анализа процесса шлакования и лабораторных экспериментов с канифолью известно, что функция реологических свойств объединяет комплекс свойств, тормозящих прилипание частиц. Поэтому с увеличением функции реологических свойств (Ф) коэффициент шлакования уменьшается. Для шлаков, как видно из рисунка 3.12, с увеличением скорости движения шлаковых частиц функция реологических свойств сначала увеличивается, а затем падает. [c.50]

Из анализа номограмм и зависимости функции реологических свойств от скорости потока (рис. 3.12) видно, что для рассматриваемых углей наименьшее шлакование будет при скорости 10 м/с. В опытах с канифолью минимальное значение коэффициента шлакования также получалось в интервале скоростей 7—10 м/с. При высоких температурах наиболее опасны в отношении шлакования высокие скорости потока (>15 м/с), а при низких температурах — низкие скорости (<5 м/с). [c.52]

Для характеристики процесса накопления односторонних деформаций, определяющих в соответствии с деформационно-кинетическим критерием разрушения долю квазистатических повреждений при термоциклическом нагружении, важен анализ реологических эффектов и в исследуемых цилиндрических корпусах при вьвдержке. [c.229]

В настоящее время хорощо известно, что материалы, претерпевающие фазовое превращение полиморфного или эвтектоидного типа при термо-циклировании в процессе деформации, также показывают при определенных условиях линейно-вязкое (ньютоновское) течение т = 1,0). Анализ реологического поведения подщипниковой стали ШХ15 (Fe—1%С—1,5%Сг), которая проявляет ФПСП в процессе а у-превра-щения, позволил установить, что показатель скоростного упрочнения т изменяется в процессе фазового превращения приблизительно пропорционально скорости фазового превращения [37] (рис. 5.37). Материал начинает деформироваться как не сверхпластичный т 0,2), затем, в середине фазового превращения, он показывает линейно-вязкое течение (/и = 1,0) и, наконец, когда фазовое превращение заканчивается, он воз- [c.422]

Одним из основных вопросов в теории вязкоупругости является выбор ядер интегральных уравнений (1.5) и (1.6), нахождение резольвент, а также достоверное определение их параметров. Анализ экспериментальных кривых ползучести показывает, что прн малых t деформация после приложения нагрузки быстро нарастает, так что вначале кривая ползучести практически сливается с осью ординат. Попытки определения фактической скорости ползучести в опыте при о — onst для очень малых t оканчиваются неудачей, так как или скорость ползучести остается больше той, какая может быть измерена применяемыми регистрирующими приборами, или не удается исключить колебательные явления. В связи с изложенным многие исследователи пришли к заключению, что функция ползучести для реального материала должна обязательно иметь слабую (интегрируемую) особенность. Поэтому заметна тенденция использовать для анализа реологических задач ядра интегральных уравнений, имеющие слабую особенность при t =0. Систематизация таких ядер" и их резольвент проведена в работе [95] (табл. 1.1). Отметим, что дробноэкспоненциальная функция Ю. Н. Работнова может использоваться не только как ядро релаксации, но и как ядро ползучести, например, когда материал обнаруживает ограниченную во времени ползучесть. Использование ядра Эа для решения практических задач представляется особенно перспективным в связи со следующими обстоятельствами. Во-первых, на их основе Ю. И. Работновым [138] и М. И. Розовским [149, 150] разработан метод решения задач линейной вязкоупругости с применением принципа Вольтерры. Этими авторами создана алгебра операторов, согласно которой можно производить математические действия умножения, деления и т. д. над выражениями, содержащими интегральные операторы. Дальнейшее развитие алгебры операторов имеется в работах [65, 155]. Во-вторых, Эа — функции протабулированы и изданы отдельной книгой [142]. В-третьих, разработан достаточно эффективный метод определения параметров Эа — функции для реального материала на ЭВМ [126, 163]. [c.21]

Ньютоновское реологическое уравнение состояния получается как частный случай при = 1. Жидкости с псевдопластическим поведением соответствует п < 1, а с дилатантным поведением соответствует га > 1. Хотя уравнение (2-4.4) часто довольно точно описывает кривую вискозиметрической вязкости для реальных материалов в диапазоне изменения S от одного до нескольких порядков, оно неприменимо для предсказания верхнего и нижнего пределов вязкости. В частности, для псевдопластических жидкостей (п < 1) уравнение (2-4.4) предсказывает бесконечно большую вязкость в предельном случае исчезающе малых скоростей сдвига. Несмотря на эту трудность, расчеты течений, основанные на уравнении (2-4.4), успешно применялись в инженерном анализе различных задач теории ламинарных течений. В книге Скелланда [9] приведен обзор расчетов такого типа. [c.68]

Как было указано Крейком [51], этот факт явился причиной некоторых парадоксальных результатов, полученных в работах [47, 48]. Действительно, не следует ожидать, что реологическое соотношение, лежащее в основе жидкости второго порядка, даст существенные результаты для больших волновых чисел, соответствующих малым временным масштабам возмущения. Поэтому, применяя линеаризованное уравнение состояния максвелловского типа, следует ожидать, что это также приведет к ситуациям, когда число Деборы возмущения не мало. С другой стороны, если не подвергать лР1неаризации член, описывающий напряжение, то окажется невозможным применение классической методики анализа устойчивости, поскольку основное уравнение становится нелинейным относительно переменных возмущения. [c.298]

В механике разрушения наметились два подхода к анализу медленного роста трещин. При первом (микроструктурном) подходе главное внимание уделяют кннетике микроразрушений в малой концевой зоне трещины, описывая ее либо уравнениями химической кинетики, либо кинетической теорией прочности С. Н. Журкова. При этом считают, что реологические свойства материала проявляются только в малой концевой зоне трещины, а вне трещины материал упругий. Во втором (феноменологическом) подходе к изучению кинетики роста трещин во времени с учетом реологических характеристик материала методами механики сплошной среды исследуют развитие трещины или в вязко-упругой среде, или в материале с накапливающимися малыми повреяедениями. [c.299]

В этом параграфе для различных постановок рассмотрены задачи оптимального проектирования балок при ограничениях на жесткость. Предполагается, что внешние нагрузки, действующие на балку, заданы неточно. Известны либо области, которым принадлежат внешние воздействия, либо их статистические характеристики. Таким образом., исследуемый класс задач относится к задачам оптимизации при неполной инфорлгации. Материал балки является вязкоупругим и неоднородно-стареющпм. Наряду с неточно заданными внешними воздействиями с помощью модели неоднородного старения можно учесть также и иные источники неопределенности информации. Сюда можно отнести, например, неточно заданные реологические характеристики материала, случайную скорость воздействия сооружения и др. Для анализа рассматриваемых ниже задач оптимизации конструкций при неполной информации используется как вероятностный, так и минимаксный подходы. Их существо подробно излагается для простейшего случая неармированной консольной балки. В отношении остальных случаев (балка с консолью, шарнирно-опертая балка, армированная балка) ограничимся в основном постановкой задачи и формулировкой полученных результатов [29]. [c.194]

В заключение можно назвать основные направления развития пластометрических исследований на ближайшие годы 1) создание новых универсальных многоцелевых пластометров блочного типа, максимально близко моделирующих условия деформации различных процессов ОМД по температурно-скорост-ным условиям, законам развития деформации во времени и схемам напряженного состояния 2) разработка реологических моделей управления качеством металлопродукции для различных процессов ОМД на основе физических моделей течения металла в результате пластометрических исследований 3) соединение пластометрии с металлографией для анализа и контроля изменения структуры металла в процессе горячей деформации 4) проведение пластометрических исследований в особых условиях (вакуум, ультразвуковые, электрические поля и т. д.) 5) автоматизация пластометрических исследований при обработке опытных данных и управлении экспериментом создание автоматизированных комплексов типа пластометр — ЭВМ — графопостроитель или пластометр — УВМ — полупромышленное оборудование (прокатный стан, пресс, молот) 6) накопление, систематизация и формализация результатов пластометрических исследований с целью разработки подпрограмм Реология металлов в система- АСУ ТП и комплексных математических моделях различных процессов ОМД. [c.68]

Анализ процесса ползучести в опасных зонах цилиндрических корпусов на этапах вьщержки расчетного цикла нагружения (см. рис. 4.37) показывает, что проявление реологических эффектов, обусловливающих накопление деформаций ползучести, а спедовательно, квазистатических повреждений, возможно только в корпусах типа П. [c.251]

Анализ осесимметричной потери устойчивости жестко защемленных по краю пологих сферических оболочек лри ползучести на основе метода конечных элементов лроведен в работе [94]. Реологические свойства материала описаны нелинейными соотношениями вязкоупругости. [c.10]

Вследствие зависимости шлакования от аэродинамики топочного устройства и типа горелок часто наблюдается неодинаковое шлакование стенок топочной камеры. Одни стенки шлакуются больше, другие могут оставаться чистыми. В настоящей работе не изучалась роль аэродинамики в шлаковании поверхностей нагрева. В теоретическом анализе вероятность встречи шлаковых частиц с обтекаемыми поверхностями учитывалась уравнением (1.3). Здесь исследовались только факторы, обусловливающие прилипание к поверхностям нагрева ударившихся о них шлаковых частиц. Закрепление шлаковых частиц на поверхности нагрева зависит от адгезионных и реологических свойств шлака, характера поверхности труб, крупности частиц и скорости их движения, определяющих деформацию частиц при ударе. Если энергия удара частиц мала (мала скорость движения частиц или Л1ал их размер), то будет наблюдаться пластическая деформация, в результате которой увеличится поверхность соприкосновения частиц с трубой, т. е. возрастет ее адгезия к трубе. Если энергия удара частицы о трубу велика (велика [c.33]

Исходя из таких представлений был выполнен теоретический анализ механизма шлакования, С помош ью уравнения коэффициента шлакующей способности угля (1.15) можно выбрать условия, при которых частицы шлака не будут прилипать. Если адгезия больше или равна функции реологических свойств и скорости движения, то коэффициент шлакуюш ей способности равен или больше единицы, и частицы прилипнут к поверхности, о которую они ударяются. Если адгезия меньше функции реологических свойств и скорости потока, то коэффициент шлакуюш,ей способности меньше единицы, и после удара частицы отскочат и уйдут е потоком. Таким образом, числитель уравнения (1.15) характеризует способность частиц шлака прилипать, а знаменатель — отскакивать после удара их о твердую поверхность. [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...