Оболочки Ползучесть

Изгиб и устойчивость пологих сферических оболочек, ползучесть материала которых описана нелинейными соотношениями, рассмотрен в работе [76]. Теории ползучести сформулированы с использованием законов течения и старения. Исследования проводятся на основе вариационных уравнений, учитывающих геометрическую нелинейность, в которых варьированию, кроме напряжений и перемещений (или их скоростей), подлежат также их интенсивности. Соотношения ползучести для оболочки упрощаются за счет осреднения интенсивностей деформаций и напряжений по толщине. При исследовании устойчивости применяется следующий подход. Полагается, что под действием внешнего давления в процессе ползучести оболочка изменят свою форму и вы- [c.9]

В расчете, выполненном в [163] иа основе геометрически нелинейной теории для сжатой оболочки (ползучесть описывается наследственной теорией с экспоненциальными ядрами), получен тот же результат. На рис. 13 (для оболочки с R/h — 25) из [163] кривые 1, 2, 3 соответствуют коэффициентам симметричных, а кривые 4, 5 — несимметричных форм. [c.291]

Второй том посвящен расчетам пластин и оболочек, контактным напряжениям, пластичности и ползучести. [c.236]

Без преувеличения можно сказать, что книга Ю, Н. Работнова к настоящему времени является лучшей среди подобных ей книг как у нас в стране, так и за рубежом. Впервые с единых позиций в ней дается изложение основ всех главных разделов механики деформируемого твердого тела. Книгу отличает компактность изложения, достигаемая за счет широкого применения таких эффективных методов исследования, как вариационные принципы, тензорные исчисления, теория функций комплексного переменного, интегральные преобразования и т. д. Этому также способствует и оригинальная трактовка теории напряжений. Естественно, что, представляя проблему во всем ее многообразии (стержни, пластинки, оболочки, пространственные тела, упругость, пластичность, ползучесть, наследственность, устойчивость, колебания, распространение волн, длительная прочность, разрушение), автор сконцентрировал внимание на принципиальных вопросах. Тем не менее книга снабжена достаточно большим количеством примеров расчета, для того чтобы читатель мог составить представление о практических возможностях теории. [c.9]

Механика деформируемого твердого тела включает в себя целый ряд наук, о теория упругости, теория пластичности, теория ползучести, аэрогидроупругость, механика грунтов и сыпучих материалов, механика горных пород и др. В механике деформируемого твердого тела принимается классификация науки по объектам изучения теория стержней и брусьев (основные объекты традиционного курса сопротивления материалов), теория пластин, теория оболочек, прочность машиностроительных конструкций, прочность строительных конструкций и т. д. Классификация по характеру деформированных состояний привела к теории колебаний, теории [c.6]

Механикой называют область науки, цель которой — изучение движения и напряженного состояния элементов машин, строительных конструкций, сплошных сред и т. п. под действием приложенных к ним сил. Современное состояние этой науки достаточно полно определяется ее основными составными частями общей механикой, к которой относят механику материальных точек, тел и их систем, сплошных и дискретных сред, колебания механических систем, теорию механизмов и машин и др. механикой деформируемых твердых тел, к которой относят теории упругости, пластичности, ползучести, теорию, стержней, ферм, оболочек и др. механикой жидкости и газа с разделами газо- и аэродинамика, магнитная гидродинамика и др. комплексными и специальными разделами механики, в частности биомеханикой, теорией прочности конструкций и материалов, экспериментальными методами исследования свойств материалов и др. [c.4]

Сильфонные компенсаторы, применяемые в качестве компенсирующих устройств, в ряде случаев работают в тяжелых условиях действия высоких температур, а также механического нагружения за счет температурного расширения прилегающих участков трубопроводов. При этом в ряде высоконагруженных точек сильфона могут возникать упругопластические деформации, а при наличии длительных выдержек под нагрузкой — и деформации ползучести. Кроме указанных, добавляются деформации, появляющиеся за счет давления жидкости или газа, проходящих через оболочку компенсатора. В процессе эксплуатации нагружение имеет выраженную периодичность. [c.198]

Блок ввода физических свойств материала, диаграмм ползучести и пластичности, числа шагов (точек) по меридиану и толщине оболочки, по времени, типу краевых условий, а также других параметров. Этот блок расположен в начале головной программы. [c.153]

Материалы для сильфонов, работающих при высоких температурах, должны обладать жаростойкостью, т. е. способностью сопротивляться пластическим деформациям под действием постоянных нагрузок (ползучесть) и противостоять разрушениям (длительная прочность), а также окислительным процессам. Предел ползучести и предел длительной прочности являются весьма важными характеристиками для выбора жаропрочных материалов. Кроме указанных выше требований, материал для сильфонов должен иметь соответствующие механические свойства и технологические характеристики, так как процесс изготовления сильфонов связан с многократными операциями глубокой вытяжки трубки и. сложным формообразованием из нее гофрированной оболочки сильфона. [c.67]

В условиях запуска с предварительным подогревом ползучесть может развиваться в состояниях, отвечающих точкам С и Е. В первом случае это приведет к перераспределению усилий (в результате дополнительного обжатия внутренней оболочки точка С будет смещаться в направлении точки А) При последующем повышении давления кратковременная деформация наружной оболочки, определяемая отрезком DE, станет меньше. В дальнейшем ситуация будет такой же, как и только что описанная применительно к пушечному запуску. Однако ползучесть в состояниях, характеризуемых точками С я Е, будет происходить в противоположных направлениях. Это усиливает опасность термоусталостного разрушения внутренней оболочки. [c.205]

В тонкостенной оболочке, ограниченной жесткими фланцами, зоной концентрации напряжений является место сопряжения оболочки с фланцами (рис. 1.3). Проанализируем долговечность элемента на основании деформационно-кинетического критерия прочности. Применение деформационных критериев для оценки несущей способности и прогнозирования ресурса элементов конструкции, работающих nj i периодической нагрузке, основано на анализе кинетики деформированного состояния и закономерностях изменения циклических деформаций и деформаций ползучести в зоне концентрации и в мембранной зоне. [c.7]

Задачу по определению НДС гофрированной оболочки решаем в квазистационарной несвязной постановке, используя численное интегрирование системы нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих НДС геометрически линейных тонких неупругих осесимметрично нагруженных оболочек вращения. Учитываем только физическую нелинейность, обусловленную работой материала за пределами упругости (пластичность, ползучесть). Физически нелинейную задачу [c.154]

Рассмотрение схематизированного режима термомеханического нагружения корпусов типов I и II показывает, что максимальные температуры в опасной зоне конструкции достигаются к моменту выхода на режим А2 в период выдержки. В этом состоянии в оболочке возможно накопление деформаций ползучести [ 40 ]. [c.229]

При выборе конструкционных материалов для оболочек твэлов, корпуса, технологических каналов атомных реакторов основным критерием в большинстве случаев являются их механические свойства. И это понятно, поскольку при облучении материала нейтронами до интегральной дозы 2-10 см каждый атом решетки испытывает более 100 смещений. При этом существенно изменяются структура и физико-механические свойства материалов. Облучение вызывает повышение пределов текучести и прочности, снижение ресурса пластичности, увеличение критической температуры перехода из хрупкого в вязкое состояние, размерные изменения за счет радиационного роста, ползучести и распухания. Вследствие ядерных реакций в материалах образуется большое количество газообразных примесей (гелий, водород), наличие которых в объеме приводит к возникновению таких явлений, как водородная хрупкость, гелиевое охрупчивание, газовое распухание. Существенное влияние на механические свойства материалов оказывают негазовые продукты ядерных превращений, которые могут выделяться в количествах, больших предела растворимости, и тем самым изменять фазовое состояние материалов [1, 2]. [c.54]

В монографии приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований изгиба и устойчивости пологих оболочек вращения, работающих в условиях ползучести. С учетом технической теории гибких оболочек и допущенных физических соотношений для неоднородного анизотропного материала в инкрементальной форме построены разрешающие вариационные и соответствующие им дифференциальные уравнения краевой задачи. Поставлены и решены малоизученные практически важные задачи деформирования гибких пологих оболочек с учетом реологических свойств материала. Рассмотрены случаи замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине изотропных и анизотропных оболочек вращения постоянной и переменной толщины. [c.2]

В большинстве публикаций в качестве объекта рассматриваются замкнутые цилиндрические оболочки и панели. Менее исследованы пологие оболочки вращения, среди которых преобладают сферические. Вопросы ползучести и устойчивости пологих открытых и подкрепленных в вершине оболочек вращения по сути не изучены, хотя такие оболочки весьма распространены в конструкциях, работающих в условиях ползучести. [c.3]

О ПОДХОДАХ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ ИЗГИБА И УСТОЙЧИВОСТИ ТОНКИХ ОБОЛОЧЕК ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ [c.5]

Первый подход связан с исследованием деформирования в условиях ползучести оболочек с начальными несовершенствами. При этом развитие во времени основного (моментного) состояния может привести к их выпучиванию [5, 13, 40, 60, 76, 86, 87, 93]. Начальные прогибы могут задаваться как осесимметричными, так и неосесимметричными (для замкнутых цилиндрических оболочек). Учет в исходных соотношениях геометрической и (или) физической нелинейности приводит к тому, что при достижении некоторого критического времени кр прогиб (его скорость) неограниченно возрастает, что и принимается в качестве критерия потери устойчивости. Следовательно, определение кр формально аналогично определению верхней критической нагрузки в задачах об устойчивости в большом гибких упругих оболочек. Такие задачи предлагается относить к задачам о выпучивании [51]. [c.6]

В отличие от этого критерия в ряде работ исследуется возможность бифуркации основного моментного состояния с мгновенным упругим переходом в соседнюю близкую равновесную форму. Момент бифуркации определяется как критический. Возможность бифуркации объясняется интенсивным развитием сжимающих усилий в срединной поверхности оболочки вследствие ее деформирования при ползучести. Такой подход близок к эйлерову. При этом кроме уравнений основного состояния необходимы уравнения устойчивости в малом . Существование нетривиальных вещественных решений этих уравнений для некоторого момента времени свидетельствует о возможности бифуркации. Это значение времени может быть меньшим значения, соответствующего выпучиванию оболочки в большом . Подобная методика использована, например, в работах [18, 20, 21, 71, 84, 91], причем для замкнутых круговых цилиндрических оболочек вводятся осесимметричные начальные прогибы и основное состояние рассматривается как осесимметричное, а близкие формы равновесия — как неосесимметричные. В работе [91] предпринята попытка исследовать устойчивость смежной несимметричной формы равновесия на основе изучения закритического поведения оболочки. [c.6]

Анализу изгиба и устойчивости осесимметрично нагруженных пологих оболочек вращения при ползучести посвящено относительно небольшое число работ, касающихся в основном сферических оболочек постоянной толщины под действием равномерного внешнего давления. При исследовании устойчивости оболочек такого класса не обязательно учитывать начальные несовершенства срединной поверхности. При этом имеются в виду неосесимметричные несовершенства, так как учет осесимметричных начальных прогибов, формально соответствующий анализу деформирования осесимметричной оболочки новой формы, не меняет существа подхода к решению задачи. [c.8]

Учет начальных несовершенств мог бы привести к получению более достоверных расчетных оценок устойчивости пологих оболочек вращения при ползучести, однако связанные с ним трудности (отмечены выше) требуют рассмотрения оболочек идеальной формы и изучения устойчивости основного осесимметричного состояния. [c.8]

Исследованию устойчивости жестко защемленных по краю пологих сферических оболочек под действием равномерного внешнего давления, выполненных из материала, ползучесть которого описывается соотношениями линейной вязкоупругости, посвящены работы [11, 55, 56, 80, 81, 85, 89, 92]. Поскольку материал обладает ограниченной ползучестью, задача устойчивости может ставиться на бесконечном интервале времени. В ряде указанных работ определяется значение длительной критической нагрузки. Разрешающие уравнения строятся с учетом нелинейности геометрических соотношений. Время, при котором оболочка теряет устойчивость под действием давлений, превышающих длительное критическое, определяется моментом резкого возрастания скорости осесимметричного прогиба (хлопка). [c.9]

В работах [11, 81] кроме этого критерия потери устойчивости используется бифуркационный критерий,, на основе которого исследуется возможность мгновенного перехода от основного осесимметричного к близкому циклически симметричному равновесному состоянию. Такой переход возможен за счет развития в оболочках в процессе ползучести интенсивных окружных сжимающих усилий в срединной поверхности. [c.9]

Различие между этими разделами механики состоит, во-первых, в рассматриваемых объектах (так, например, в курсе сопротивления материалов рассматривается главным образом брус, в теории упругости помимо бруса изучаются нанряжеиное и деформированное состояния пластин, оболочек, массива, а в строительной механике объектами изучения являются системы, состоящие из стержней (фермы), балок (рамы), пластин и оболочек) во-вторых, в принимаемых допущениях (теории упругости, пластичности и ползучести отличаются друг от друга тем, что в них принимаются различные физические законы, устанавливающие связь между напряжениями и деформациями, но не вводится каких-либо деформационных гипотез, а в сопротивлении материалов физический закон тот же, что и в теории упругости (закон Гука), но, кроме того, принимается дополнительно ряд допущений — гипотеза плоских сечений, ненадавлпвания волокон и т. д.) в-третьих, в методах, используемых для решения задач (в теории упругости приходится решать существенно более слопшые уравнения, чем в сопротивлении материалов, и для их решения приходится прибегать к более сложным математическим методам). [c.7]

Если проследить за эволюцией сопротивления материалов за последние 40 лет, то легко заметить общую тенденцию, направленную к переходу от решения задач строительного профиля к более общему машиностроительному. Сопротивление материалов заметно обогатилось, стало многообразнее и насыщеннее. В него вошли вопросы усталостной прочности и динамики. В современных учебных курсах нашли свое отражение теории пластичности и ползучести. Введены основные задачи теории нластин и оболочек, анализ которых прежде традиционно относился к теории упругости. В ближайшее время следует ожидать внедрения в сопротивление материалов некоторых элементов нелинейной теории упругих систем. [c.11]

В связи с задачами о термонапряженности с учетом температурных зависимостей упругих и дилатометрических свойств, а также пластических деформаций, развиваюш ихся во времени, была разработана их трактовка в интегральных уравнениях, позволившая использовать методы итерации (повторения) и средства вычислительной техники и тем самым получить решения при сложных конструктивно заданных граничных условиях и экспериментально определенных уравнениях состояния. На этой основе были разработаны способы расчета на прочность и ползучесть с учетом температурных градиентов дисков и лопаток газовых и паровых турбин, трубопроводов и фланцевых соединений, толстостенных корпусов и несущих оболочек и других неравномерно нагретых конструкций. [c.40]

Блок учета ползучести, реализующий закон упрочнения (4) подпрограмма REEP). Зависимость деформаций ползучести по толщине оболочки аппроксимируется сплайном, что позволяет избежать в формуле (2) численного интегрирования. [c.156]

Предлагается методика численного анализа поведения произвольных тонкостенных оболочек вращения с большим показателем изменяемости геометрии (гофрированные, сильфонные, оболочки с начальньши неправильностями и т. д.), подверженных осесимметричному силовому и температурному нагружению при конечных смещениях. Явления ползучести и пластичности, возникающие при этом, моделируются системой дополнительных сил в уравнениях типа Рейснера. Для описания начальной и последующих геометрий оболочек и уравнений состояния используются онлайновые функции. Решение соответствующих нелинейных краевых задач теории оболочек осуществляется методом факторизации (разностной прогонки) для последовательных приближений. [c.184]

Исппльзуемое геометрическое построение позволяет также качественно оценить влияние ползучести, возникающей в периоды, когда внутренняя оболочка в течение некоторого времени нагрета до высокой температуры. В случае пушечного запуска соответствующее состояние характеризуется точкой С. Ползучесть внутренней оболочки в условиях растяжения должна была бы приводить к смещению точки С в сторону положительного направления оси А, Однако это невозможно, поскольку усилие в наружной оболочке не может превысить предельное значение. Отсюда следует, что деформация внутренней оболочки за счет ползучести будет компенсироваться равной кратковременной пластической деформацией наружной оболочки. [c.205]

Анализ поведения оболочки ТВЭЛ при теплосменах [190J основывается на дальнейшем развитии метода рассмотренного, в статье [210], и по основной идее весьма близок к методу догрузки (см. гл. III). На первом этапе расчет строится без учета температурной зависимости предела текучести, упрочнения материала и ползучести. Полученная при этих допущениях полная диаграмма приопособляемости показана на рис. 109. Здесь А — область приспособляемости, Б — область знакопеременной пластической деформации, В — односторонней деформации, прогрессирующей с каждым циклом, Г —сочетания обоих видов циклической пластической деформации, D —область мгновенного разрушения (исчерпания несущей способности) находится правее линии 5 (ор=1). Область приспособляемости А на диаграмме разделена на три части А отвечает чисто упругому поведению с начала нагружения, А" определяет значения параметров нагрузки и температурного поля (ор= [c.206]

Появление знакопеременных напряжений в зоне концентрации сопровождается возникновением циклических деформаций (рис. 1.7, в), превышающих деформации в мембранной зоне (см. рис. 1.7, а и б). Поскольку для зон концентрации напряженний характерны значительные градиенты напряжений и деформаций, а объем упругопластической зоны сравнительно мал, накопление деформаций статической и циклической ползучести ограничено влиянием прилегающих объемов материала модельного элемента, находящихся в упругом состоянии. В этих условиях в зоне концентрации достижение предельного состояния по критериям прочности определяется долей усталостного повреждения, близкой к единице доля квазистатического повреждения вследствие незначительных перераспределения и накопления деформаций, появляющихся только в начальных циклах деформирования, пренебрежимо мала (см. рис. 1.7, в). В этом случае усталостная трещина образуется в переходной от фланца к оболочке зоне, в которой возникают максимальные циклические деформации, обусловленные эффектом концентрации. При этом отсутствуют односторонне накопленные деформации, и трещина распространяется в кольцевом направлении. [c.11]

Компенсирующую способность сильфонного компенсатора оценивают параметром к = А//,, где L — длина компенсатора. Х я увеличения этого параметра при эксплуатации компенсаторов необходимы значительные перемещения, при которых напряжения в опасных зонах оболочки (вершинах, впадинах и других частях гофра) достигают предела текучести материала или прев>шцают его, что при циклическом нагружении обусловливает циклическое угфугопластическое деформирование и появление деформаций ползучести. Как показывает практика, отказ оболочек сильфонных компенсаторов возникает в результате роста усталостных трещин в окружном направлении [ 3 ]. В связи [c.153]

Петушков В.А., Белостоцкий AM. К анализу напряженного состояния произвольных тонкостенных оболочек, подверженных термоупругопластическому деформированию и ползучести при конечных смещениях // Машиноведение. [c.228]

Часто оболочечные элементы современных конструкций работают в условиях интенсивного терносилового нагружения, при которых в материале развиваются необратимые деформации ползучести. Составной частью исследования ползучести оболочек является анализ их устойчивости. [c.3]

В оболочках под воздействием внешних нагрузок, меньших критических значений при мгновенном деформировании, в условиях ползучести происходит существенная эволюция напряженно-дефор-мированного состояния, что в некоторый (критический) момент времени может привести к потере устойчивости. В связи с этим иссле-. дования изгиба и устойчивости при ползучести имеют вамсное научное и практическое значение. [c.3]

В настоящей монографии приведены результаты численного и экспериментального исследования термоползучести гибких пологих замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине оболочек вращения переменной толщины, выполненных из изотропных и анизотропных материалов, обладающих неограниченной ползучестью. В главе I дан краткий анализ подходов к решению задач изгиба и устойчивости тонких оболочек в условиях ползучести. Глава II посвящена построению вариационных уравнений технической теории термоползучести и устойчивости гибких оболочек и соответствующих вариационной задаче систем дифференциальных уравнений, главных и естественных краевых условий, разработке методики решения поставленной задачи. Вариационные уравнения упрощены для случая замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине осесимметрично нагруженных пологих оболочек вращения, показаны некоторые особенности алгоритма численного решения. Результаты решений осесимметричных задач неустаповившейся ползучести и устойчивости замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине сферических и конических оболочек постоянной и переменной толщины приведены в главе III. Рассмотрено также влияние на напряженно-деформированное состояние и устойчивость оболочек при ползучести высоты над плоскостью, условий закрепления краев (при постоянном уровне нагрузки), уровня и вида нагрузки, дополнительного малого нагрева, подкрепления внутреннего контура кольцевым элементом. Глава IV посвящена численному исследованию возможности неосесимметричной потери устойчивости замкнутых в вершине изотропных и анизотропных сферических оболочек в условиях ползучести. Проведено сопоставление теоретических и экспериментальных дан-лых. [c.4]

Полученные результаты свидетельствуют о достаточной надежности предложенной методики численной оценки напряженно-дефор-мнрованного состояния и устойчивости тонких пологих оболочек вращения, работающих в условиях ползучести. [c.4]

Подавляющее большинство исследований в рамках второй постановки относится к замкнутым цилиндрическим оболочкам и панел ям в условиях осевого сжатия либо его комбинации с внутренним (внешним) давлением. Рассмотрим основные подходы к решению подобных задач, так как это может быть полезным для дальнейшего анализа исследований устойчивости пологих оболочек вращения при ползучести. [c.5]

Оба подхода к решению задач устойчивости цилиндрических оболочек в условиях ползучести содержат принципиально необходимое для их реализации введение в расчетную модель начальных прогибов (начального моментного состояния, если нет стеснения торцов), так как идеальные цилиндрические оболочки в условиях осевого сжатия без искривления образующих не могут терять устойчивость при длительном нагружении. С другой стороны, учет действительных начальных несовершенств приближает расчетную модель к реальному юбъекту и повышает точность результатов исследования. [c.7]

Отметим важную для понимания проблемы и построения методов анализа аналогию между статическими задачами устойчивости упругих оболочек (при мгновенном с точки зрения ползучести нагружении) и задачами устойчивости при ползучести. В обоих типах задач имеется параметр, рост которого вызывает изменение на-лряженно-деформированного состояния оболочки в за- [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...