Термоупругость параметры состояния

Термоупругая среда с внутренними параметрами состояния 103 [c.103]

Условия на поверхности разрыва для рассматриваемой термоупругой среды с внутренними параметрами состояния могут быть получены аналогично тому, как это было сделано ранее в п. 4.1. Тогда из уравнений движения [c.107]

После нахождения температурного поля определяется соответствующее термоупругое напряженное состояние. Так как в термоупругих уравнениях игнорируются инерционные члены, то время t здесь играет роль параметра. [c.36]

Параметры состояния в термоупругости. Обозначим через V объем и через 0 абсолютную температуру (0—273+10, где О — температура по шкале Цельсия) изотропного упругого тела, подвергнутого действию однородных напряжений. Удобно представить тензор напряжений в виде суммы двух слагаемых— изотропного тензора, отвечаюш.его всестороннему растяжению, равному по величине среднему нормальному напряжению, которое обозначим о, и оставшейся девиаторной части ) —и рассматривать эти два слагаемых отдельно. [c.23]

Теория термоупругости. Напомним, что для определения состояний, через которые проходит идеальный газ, когда он совершает работу, расширяясь или подвергаясь сжатию в не-которой машине под действием внешних сил, первый и второй законы термодинамики применяются к определенному идеальному циклу или процессу в газе. Подобно этому, для рассмотрев ния превращения механической работы или энергии упругой деформации в тепло, или наоборот, мы определим, как изменяются параметры состояния > / г/гого тела, когда оно подвергается заданному виду деформирования или нагружения [c.55]

Как уже подчеркивалось, линейный термоупругий анализ из всех характеристик цикла отверждения учитывает только одну — максимальную температуру. Влияние других параметров цикла отверждения можно оценить только, допустив, что, по крайней мере в одном из компонентов композита, имеют место деформации, зависящие от времени. В следующем разделе описан один из методов, позволяющих включить нелинейное, зависящее от времени, деформирование в анализ напряженного состояния слоистого композита. Этот метод легко объединяется как с анализом напряжений слоистой среды, так и с анализом напряжений в системе волокно — матрица при помощи метода конечных элементов. [c.262]

Возможность имитации полей термических напряжений, а также условий термоусталостного разрушения различных типов лопаток ГТД путем подбора геометрии модели показана в работах [75, 102]. Для элементов клиновидной формы (см. рис. 1.16, е) градиент температур и конструктивная форма детали определят неравномерность распределения термоупругих осевых напряжений. Примерно одна треть объема материала, прилегающего к кромке лопатки, находится в линейном напряженном состоянии, а массивная часть клина — в объемном напряженном состоянии. Некоторые результаты исследований [102] по моделированию термонапряженного состояния кромок лопаток клиновидной модели представлены-на рис. 1.17. Путем варьирования основных геометрических параметров клина (радиус закругления кромки, угол раствора клина q> [c.31]

Теория термоупругости и аналитические методы решения задач термоупругости достаточно подробно разработаны [5, 18, 34, 35]. Однако для реальных элементов теплонапряженных конструкций сложной формы, выполненных из разнородных материалов с зависящими от температуры механическими характеристиками, редко удается воспользоваться аналитическими методами для определения параметров напряженно-деформированного состояния, необходимых для последующего суждения о работоспособности конструкции. В таких случаях более гибкими и универсальными являются численные методы, в частности, построенные на интегральной формулировке задачи методы конечных элементов (МКЭ) и граничных элементов (МГЭ), которые кратко рассмотрены в этой главе применительно к решению плоской, двумерной осесимметричной и пространственной задачи термоупругости. Помимо самостоятельного значения, связанного с анализом работоспособности теплонапряженных конструкций, материал которых вплоть до разрушения работает в упругой области, численные методы решения задач термоупругости также используются при анализе неупругого поведения конструкций, когда он проводится последовательными приближениями или последовательными этапами нагружения и на каждом приближении или этапе решается соответствующая задача термоупругости. [c.219]

К одномерным относится большая группа задач термоупругости, в которых параметры температурного и напряженно-деформированного состояний зависят лишь от одной пространственной координаты. Часть из них имеют элементарное решение, если задано распределение температуры и можно сформулировать простые условия равновесия и совместности деформации. Примеры таких задач рассмотрены в гл. 5. [c.219]

Так как в общем случае помимо неоднозначности и нелинейности связи между о,-/ и в / заранее не известны границы областей тела, в которых материал перешел в неупругое состояние, для решения задачи термопластичности приходится использовать последовательные приближения. При этом целесообразно задаваться ожидаемым распределением (М) и решать линейную задачу термоупругости относительно перемещений Uj М), далее определять по (7.1) и (7.2) полные деформации Sij. (М) и напряжения a,j (А1), а затем по соотношениям теории тер МО пластичности уточнять распределение elf (М) и снова повторять описанную процедуру. Такой подход по существу не отличается от рассмотренного в 6.4 варианта метода дополнительных (или начальных) деформаций. Его удобно применять для определения параметров напряженно-деформированного состояния конструкции при постоянных нагрузках и распределении температуры Т М) или же при их монотонном изменении во времени, когда можно выделить в программе нагружения конструкции укрупненные этапы, в пределах которых следует ожидать монотонного изменения напряжений и деформаций во всех точках рассматриваемого тела [48 ]. [c.258]

Третья глава посвящена построению теории ортотропного армирующего слоя для задач статики и термоупругости. Эта теория учитывает особенности деформирования армирующих слоев в многослойных конструкциях трехмерность напряженного состояния, наличие поперечных сдвигов и обжатия. Предлагаемая теория армирующего слоя является оптимальной по ряду параметров, она содержит минимальное количество неизвестных функций, обеспечивающих независимую деформацию лицевых поверхностей. Такими функциями являются шесть перемещений точек лицевых поверхностей, они не связаны между собой никакими гипотезами. Система уравнений имеет десятый порядок, на боковой поверхности слоя ставятся пять гра- [c.26]

При решении статических задач термоупругости при нестационарных температурных полях обычно предполагают, что напряженное состояние в каждый момент времени соответствует перепаду температур, который наблюдается в этот же момент. Инерционными членами в уравнениях упругости при этом пренебрегают. Статические задачи термоупругости легче поддаются решению, чем динамические, и к настоящему времени найдено в аналитическом виде достаточно большое число решений [2]. Однако полученные решения имеют достаточно сложный вид и не всегда удобны для практического применения. Кроме того, они получены с использованием приближений, не учитывающих отдельные особенности реальных материалов (материал считается однородным и изотропным, модули упругости и другие параметры материала считаются не зависящими от температуры и т. д.). Для практических целей часто прибегают к значительным упрощениям теоретических представлений и к экспе- [c.215]

К его недостаткам следует отнести зависимость параметров упругих импульсов от состояния поверхности и термоупругих характеристик среды, низкую частоту следования импульсов, громоздкость и недостаточный ресурс работы оборудования. Часть этих недостатков может быть устранена, поэтому лазерный метод возбуждения в сочетании с бесконтактными методами регистрации колебаний (лазерной интерферометрией, электромагнитно-акустическим методом с регистрацией колебаний через воздух) считают перспективным для исследования высокотемпературных и труднодоступных объектов. [c.84]

Сверхупругие материалы и сплавы с памятью формы представляют собой пример модели материалов с неравновесной структурой, отвечающей II уровню неравновесности. Особенность этого класса сплавов состоит в наличии в их структуре термоупругого мартенсита, определяющего лидирующий механизм деформации — деформацию превращения. Она осуществляется с помощью двойникующих дислокаций, являющихся частичными дислокациями (для них вектор Бюргерса Ь не равен какому-либо параметру решетки). Двойникующие дислокации (дислокации превращения), в отличие от полных дислокаций, исчезают после снятия нагрузок, обеспечивая возврат сплава к исходному состоянию. [c.248]

В четвертом разделе изложены вопросы термопрочности материалов, которая особенно важна для современных энергетических машин с высокими параметрами рабочих процессов основные соотношения термомеханики, методы расчета температурного состояния и термоупругих напряжений элементов конструкций, прикладные задачи термощгастичности и термоползучести, методы математического моделиров-зния тегшонапряженных конструкций на ЭВМ. [c.16]

Многае конструктивные элементы представляют собой тела вращения, причем тепловое и механическое воздействия на эти элементы также являются симметричными относительно оси вращения. В таком случае параметры напряженно-деформированного состояния зависят (как и в плоской задаче) от двух координат, а именно от осевой Х2 и радиальной Х и не зависят от окружной координаты Х3. Задачу термоупругости по определению этих параметров называют осесимметричной. [c.220]

Рост рабочих параметров машин и конструкций и связанное с ним повышение требований к их надежности при одновременном снижении материалоемкости вызвали развитие методов изучения напряженного и деформированного состояния элементов конструкций (машин) от силовых и тецловых нагрузок. В исследовании напряженного и, в частности, термо-напряженного состояния элементов конструкций параллельно развиваются два направления экспериментальное и расчетное. Среди экснеримеН тальных исследований весьма результативными являются исследования напряжений и деформаций на моделях и натурных конструкциях [1—4]. Привлечение для модельных исследований методов трехмерной фотоупругости дало возможность находить температурные напряжения как на поверхности модели, так и по ее сечениям [1, 5, 6]. Что касается расчетных исследований, то численные методы с применением ЭВМ вошли в практику решения задач теории упругости как наиболее универсальные, позволяю-ш ие решать многие задачи теории упругости и термоупругости в принципе с любой желаемой степенью детализации. Наибольшее распространение в настоящее время получили два метода метод конечных элементов (МКЭ) и вариационно-разностный метод (ВРМ). [c.102]

Закономерности, описывающие деформирование и разрушение конструкционного материала, в сочетании с информацией о температурном состоянии элементов конструкции позволяют подойти к решению важного для инженерной практики вопроса об оценке их работоспособности при заданных условиях теплового и механического воздействий. В общем случае решение этого вопроса связано с предварительным определением параметров напряженно-деформированного состояния рассматриваемого элемента конструкции при упругом или неупругом поведении его материала. Это обычно приводит к необходимости формулировать и решать соответствующую задачу термоупругости, термопластичности или термоползучести. Пути решения таких задач рассмотрены в последующих главах. Здесь ограничимся анализом работоспособности таких элементов конструкций, для которых параметры напряженно-деформированного состояния определяются достаточно просто и непосредственно связаны с действующими на конструкцию нагрузками и условиями ее закрепления. Примером подобных элементов конструкций являются стержневые элементы, под которыми будем понимать достаточно протяженные в одном направлении элементы конструкций. Для оценки работоспособности таких элементов допустимо учитывать влияние лишь однородного нормального напряжения в их поперечном сечении, т. е. считать, что их материал находится в одноосном напряженном состоянии. К такой расчетной схеме с учетом тех или иных допущений удается свести довольно большую группу реальных теплонапряженных конструктивных элементов. [c.191]

В заключение параграфа приведем условия податливости края 9 = 00 оболочки вращения для случая, когда основным НДС является термоупругое состояние k < y hjro, параметры НДС вычисляются при 9 = 9о) [c.485]

Известны два основных подхода к исследованию температурного состояния резинотехнических изделий [21]. В первом случае напря-женно-деформированное и температурное состояния описываются единым функционалом, минимизация которого по возможным значениям узловых параметров (перемещений и температур) приводит к разрешающей системе, отражающей условия теплового и механического равновесия. Система линейных алгебраических уравнений в этом случае адекватная полной системе уравнений термоупругости (или термовязкоупругости). При численной реализации данного подхода возникают трудности, связанные с увеличением числа узловых параметров, ширины ленты глобальной матрицы, растет также и порядок системы. [c.32]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...