Параметры температурного и напряженно-деформированного состояний

Один из основных и наиболее сложных вопросов, рассматриваемых в книге, связан с количественным описанием неупругого поведения материала теплонапряженных конструкций, необходимым для установления соотношений между параметрами температурного и напряженно-деформированного состояния и величинами, характе- [c.5]

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]

После нахождения начальных распределений (лгд) и сг (хз) дальнейшее изменение температурного состояния стержня с закрепленными торцами и неупругим поведением материала вызовет изменение его напряженно-деформированного состояния, в обш,ем случае не удовлетворяющее тем ограничениям, которые связаны с использованием вариационной формулировки задачи. В этом случае для определения параметров напряженно-деформированного состояния стержня целесообразно воспользоваться одним из вариантов упрощенной модели, описывающей одноосное нагружение материала в неизотермических условиях. [c.194]

Поскольку для большинства реальных конструкционных материалов влияние изменения напряженно-деформированного состояния на изменение температурного состояния мало, а учет конечной скорости распространения тепла существен лишь для очень быстро протекающих процессов теплообмена, параметры Ь и т ., обычно оказываются малыми. Параметры й и т], характеризующие связь кривизны поверхности с толщиной слоя материала, в котором рассматривается возмущение температурного и напряженно-деформи-рованного состояний, должны быть малы согласно допущениям, принятым при преобразовании системы (6.24) — (6.26). Это позво- [c.225]

Численные эксперименты включали широкий круг вопросов. Рассмотрены наиболее важные для практики виды нагружения растяжение-сжатие, сдвиг и изгиб силами и моментами на основаниях пакета, нагружение давлением и температурным полем. Исследовано влияние на напряженно-деформированное состояние слоев и жесткостные свойства пакета в целом, основных параметров конструкций, в том числе количества слоев и их относительной толщины, формы меридиана и его протяженности, свойств материала резиновых и армирующих слоев. Внешние воздействия вызывали только осесимметричную и кососимметричную деформацию конструкций. При большом числе слоев в пакете порядок решаемой системы уравнений оказывался высоким, что создавало трудности при численной реализации, связанные прежде всего с техническими возможностями используемых ЭВМ. [c.28]

Структурный подход [1, 2, 23, 24, 28, 35, 37, 38, 57, 64 101, 102, 107, 114-117, 174, 198, 223, 243, 244, 252] позволяет избежать указанного недостатка. Он дает возможность выразить компоненты тензоров упругости и температурной жесткости через механические характеристики элементов композиции, структуру армирования и другие макроскопические параметры. Кроме того, при структурном подходе после решения соответствующей краевой задачи и определения напряженно-деформированного состояния конструкции можно Получить и напряжения в элементах композиции. Указанные обстоятельства позволяют перейти к рассмотрению локальных эффектов в связующем и арматуре, на границе связующего и армирующих элементов, определять характер разрушения и решать вопросы рационального проектирования конструкций из композитных материалов. [c.13]

Общие положения метода конечных элементов применительно к решению задач механики сплошной среды к настоящему времени достаточно хорошо разработаны и освещены в технической литературе [14, 26, 46]. Достоинства метода состоят прежде всего в том, что он позволяет решать широкий круг задач при самых общих предположениях относительно геометрических и реологических особенностей исследуемых конструкций независимо от характера решаемых задач исследование напряженно-деформированного состояния, температурного состояния определение жесткостных параметров или вязкоупругих характеристик. [c.9]

Основные уравнения для толстостенных труб (цилиндров) и расчет в упругой области при постоянных параметрах упругости. Рассмотрим наиболее простой и, вместе с тем, практически наиболее важный случай осесимметричного напряженного и деформированного состояния. Предполагаем, что внешние нагрузки и температурное поле осесимметричные и постоянные по длине цилиндра. [c.402]

Это, в свою очередь, требует проведения большого объема научно-исследовательских работ, направленных на более глубокое изучение свойств муфт, разработку способов управления их качественными характеристиками, создание рекомендаций по выбору оптимальных параметров муфт, развитие методов прогнозирования их ресурса. Особое место здесь отводится теоретическим методам исследования, позволяющим еще на стадии проектирования заложить в конструкцию определенный уровень надежности, проанализировать влияние конструктивных параметров на напряженно-деформированное и температурное состояния, определить их оптимальные значения. Чисто экспериментальный путь решения указанных задач, как известно, оказывается чрезвычайно длительным и дорогостоящим. Обычно к моменту экспериментальной отработки конструкции и накопления достаточной информации по статистике отказов либо морально устаревает сама конструкция, либо появляются новые, более совершенные конструкционные материалы, в результате чего требуется проведение дополнительных экспериментальных исследований. Форсирование режимов испытаний не решает проблемы в целом, поскольку в этих условиях, как правило, из-за температурного фактора существенно искажается картина тех процессов, которые протекают при нормальных режимах. Надежных методов эквивалентного перехода от форсированных режимов испытаний к реальным для резинотехнических изделий в настоящее время не существует. [c.3]

При воздействии внешних сил, температурного расширения и др. в деформируемом твердом теле возникает напряженно-деформированное состояние (НДС). Кроме напряжений и деформаций оно характеризуется такими физическими параметрами, как температура, интенсивность электромагнитного поля, доза радиоактивного облучения и т. д. Со временем эти параметры могут изменяться. В связи с этим вводится понятие процесса нагружения. Напряженно-деформированное состояние в точках тела в конечном счете определяется не только заданными значениями параметров внешнего воздействия, но и историей процесса нагружения. В главе описываются законы связи между напряжениями, деформациями и другими параметрами, характеризующими механическое состояние тела с учетом истории процесса его нагружения в случае произвольного неупругого поведения. Дается математическая постановка краевых задач МДТТ. [c.78]

В ряде случаев авиационные конструкции эксплуатируются в условиях сложного взаимодействия спектров аэродинамической температурной и силовой нагруженности. Воздействие силовых факторов и температуры на этапах полетного цикла порождает интенсивное протекание процессов перераспределения напряжений и деформаций, изменение структурных параметров и механических характеристик материала, накопление циклических и длительных повреждений. Изменение несущей способности элементов авиационных конструкций оказывается особенно выраженным для малоциклового нагружения при наличии пластических деформаций и нагрева, когда изменение механических свойств по числу циклов и по времени обусловливает заметную неста-ционарность кинетики местных напряженно-деформированных состояний. Расчет долговечности в таких условиях, как отмечается в гл. 1, 2, 4, 8 и 11, осуществляют на основе решений соответствующих краевых задач, реализуемых экспериментально, с помощью численных решений или приближенных аналитических методов. [c.114]

Для элементов сравнительно простой конфигурации в большинстве важных для инженерной практики случаев искомые параметры напряженно-деформированного состояния удается непосредственно связать с температурным состоянием конструкции, действующими на нее нагрузками и условиями ее закрегшения. Примером подобных элементов конструкций являются стержневые элементы, под которыми будем понимать достаточно протяженные в одном направлении элементы конструкций. Для оцентси работоспособности таюгх алементов 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.211]

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]

При испытаниях краевых и угловых з астков плит наблюдался большой разброс значений параметров напряженно-деформированного состояния конструкций, обусловленный несоответствием реальных краевых условий исследуемых плит теоретическим. Эти несоответствия определяются целым рядом факторов недетерминированного характера. Наиболее весомым из них является степень зацепления торцов плит, определяемая как структурой бетона, так и уровнем температурных напряжений в плите покрытия. Однако качественная картина деформирования плит близка характеру деформирования покрытия, определенному расчетным путем. Экспериментальные исследования двухслойных покрытий из сборных плит проводились на участке, специально построенном в г. Клин Московской области. [c.264]

Рассмотрим результаты экспериментов, характеризующие влияние скорости деформирования на критические параметры, контролирующие предельное состояние материала, и сопоставим их с механизмами накопления повреждений и разрушения. Основная закономерность, которая наблюдается при различных схемах деформирования в условиях, когда скоростные параметры нагружения влияют на характеристики разрушения, состоит в уменьшении критических значений этих характеристик при снижении эффективной скорости деформирования. Так, при испытании на ползучесть в определенном температурном интервале снижение скорости установившейся ползучести, вызванное уменьшением приложенных напряжений, может приводить к уменьшению деформации ef, соответствующей разрушению образца. В качествее примера на рис. 3.1, а приведены результаты опытов на ползучесть для ферритной стали, содержащей 0,5% Сг, 0,25% Мо, 0,25% V, при 7 = 550°С и напряжении а =150- 350 МПа [342]. При скорости установившейся ползучести порядка 10 3 с деформация до разрушения образца составляет всего несколько процентов. [c.151]

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]

С учетом бесчисленного множества возможных комбинаций параметров а, к, т, г экспериментальное обоснование функциональных зависи.мостей (1.3) и (1.4) оказывается связанным со значительными принципиальными и методическими трудностями. В соответствии с этим возникает задача о выборе основных характеристик механического поведения материалов при циклическом нагружении в неупругой области и базовых экспериментов с учетом отсутствия (нормальные или повышенные температуры) и на.личия (высокие температуры) температурно-временных эффектов (рис. 1.2). Исходными для выбора параметров уравнений состояния являются результаты кратковременных и длительных статических испытаний. Данные этих испытаний позволяют установить пределы текучести От, характеристики упрочнения (показатель упрочнения при степенной и модуль упрочнения Gт при линейной аппроксимации / (а, е)) и пластичность (относительное сужение ф - или логарифмическая деформация е/,-). По данным д.лительных статических испытаний определяется скорость ползучести <1е1с1х, длительная прочность Сты и пластичность д.ля данной температуры Ь и времени т. Параметры уравнений состояния при малоцикловом деформировании наиболее целесообразно определять при нагружении с заданными амплитудами напряжений — мягкое нагружение. В качестве основных характеристик сопротивления деформированию в заданном А-полуцикле при этом используются ширина петли и односторонне накопленная пластическая деформация е р При этом ширина петли определяется как произведение ширины петли в первом полуцикле к = 1) на безразмерную функцию чисел циклов Р к) [c.10]

Общая постановка проблемы моделирования принадлежит Ю. Н. Работнову [128]. В основу положена теория упрочнения. Установлено, при совпадении каких параметров и при выполнении каких условий для нагрузок модели и натуры можно по напряжениям и деформациям модели определить соответствующие величины для натуры. На примере целлулоида и алюминия показана возможность моделирования как динамических, так и статических процессов. Особо рассмотрена установившаяся ползучесть и указана возможнсть моделирования установившейся ползучести при различных характеристиках мгновенного деформирования материалов модели и натуры. Отмечено, что принципиально возможно моделирование и в случае, когда температурное поле переменно, при условии, что два параметра в уравнении состояния не зависят от температуры. [c.224]

Рассмотрим два состояния материала при постоянных значениях Е, а, [Л. В исходном состоянии абсолютная температура материала в данной точке тела Т , а напряжения и деформации отсутствуют ац — О, гц = 0. В деформированно-нагретом состоянии температура равна Т — Тд + ДГ, а тензоры напряжения а,,- и деформации гц связаны между собой и с температурным расширением = аАТ соотношениями (1.21). Если заданы температура Т и тензор деформации 8,/, то тензор напряжения ац- можно рассматривать как функцию этих параметров состояния [2]. Функциями состояния являются также внутренняя энергия и =и (Г, гц) и энтропия 5 = 5 (Г, гц). Отнесенные к единице объема функции и и 8 равны плотностям соответствующих функций. [c.188]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...