Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Загальні роботи по техніці arrow Розробка методу розрахунку міцності оболонкових конструкцій при осесиметричному циклічному навантаженні та повзучості
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Розробка методу розрахунку міцності оболонкових конструкцій при осесиметричному циклічному навантаженні та повзучості

Анотації 

Шипулін С.О. Розробка методу розрахунку міцності оболонкових конструкцій при осесиметричному циклічному навантаженні та повзучості. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 - динаміка та міцність машин. - Харківський державний політехнічний університет, Харків, 1999.

   Наукова новизна роботи полягає у розробленому новому методі та програмному забезпеченні для розрахунку багатоциклічної повзучості та довготривалої міцності циклічно навантажених осесиметричних оболонкових елементів машинобудівних конструкцій. Надано теоретичне обгрунтування методу. Вірогідність результатів підтверджено задовільною відповідністю знайдених чисельних розв’язків з відомими аналітичними та експериментальними даними. Створено експериментальне обладнання, отримані нові експериментальні дані щодо циклічної повзучості матеріалів та круглих пластин при згині. Встановлено нові закономірності циклічної повзучості оболонок і показано суттєвий вплив циклічної складової навантаження на формоутворення та час до руйнування оболонок при повзучості. Метод орієнтований та використаний для розрахунків на циклічну повзучість оболонкових елементів конструкцій на етапі проектування.
   Ключові слова: повзучість, пошкодженість, руйнування, циклічне навантаження, осесиметричні оболонки, круглі пластини, метод асимптотичних розкладів за двома масштабами часу, метод скінчених елементів, експеримент.

Шипулин С.А. Разработка метода расчета прочности оболочечных конструкций при осесимметричном циклическом нагружении и ползучести. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.09 - динамика и прочность машин. - Харьковский государственный политехнический университет, Харьков, 1999.

   Диссертационная работа посвящена проблеме ползучести тонких осесимметричных оболочек при комбинированном статическом и циклическом нагружении. В обзоре отечественной и зарубежной литературы отмечено, что исследования высокотемпературной циклической ползучести тел при сложном напряженном состоянии малочисленны и выполнены в основном за последние годы. Обоснована актуальность темы диссертации в научном и прикладном отношении, сформулированы цели и задачи исследований, которые включают: разработку метода, алгоритма и программного обеспечения для расчетов на прочность тонкостенных оболочечных конструкций при осесимметричном циклическом нагружении и ползучести; проведение на этой основе численных и экспериментальных исследований для установления достоверности расчетов и новых закономерностей циклической ползучести оболочек; решение прикладных задач проектирования ответственных конструкций.
   Представлена математическая постановка начально-краевой задачи циклической ползучести с повреждаемостью тонкостенных оболочек вращения, основные уравнения которой записываются в рамках гипотез Киргофа-Лява при малых деформациях. Исходная система уравнений на основе асимптотических разложений метода двух масштабов времени преобразована к двум рекуррентным системам. Первая из них - начально-краевая задача ползучести с искомыми функциями основного движения, медленно изменяющегося в масштабе макроскопического “медленного” времени, решением которой определяется глобальный процесс ползучести вплоть до завершения скрытого разрушения. Вторая задача отвечает движению в масштабе “быстрого” времени и описывает установившиеся вынужденные колебания оболочки. Обе задачи связаны уравнениями состояния высокоциклической ползучести, обобщающих известные законы статической ползучести для случая циклически изменяющихся напряжений.
   Решения задач получены методом конечных элементов. Для задач ползучести использован метод прогноза-коррекции при интегрировании по времени. Конечные элементы приняты в виде конических оболочек с линейными функциями форм для мембранных перемещений и кубической функции для нормальных перемещений. Получены разрешающие уравнения МКЭ для описания процессов ползучести в “медленном” времени и для расчета вынужденных колебаний. Рассмотрены основные этапы расчетов и их численная реализация с помощью методов численного интегрирования Гаусса и Ньютона-Котеса для подсчета матриц жесткостей и масс и компонентов векторов нагрузок; методов треугольной факторизации Холецкого, Якоби и фронтального метода для решения задач термоползучести, свободных и вынужденных колебаний; метода прогноза-коррекции третьего порядка с автоматическим выбором шага для интегрирования уравнений состояния по времени. Рассмотрен алгоритм уточнения расчетов при больших перемещениях вследствие ползучести.
   Рассмотрены тестовые примеры, в которых достоверность численных результатов установлена удовлетворительным их соответствием аналитическим и экспериментальным данным, известными в литературе, или численно полученными другими авторами. Изучено влияние степени дискретизации на достоверность расчетов. Результаты расчетов оболочек и пластин позволили сделать вывод о высокой степени адекватности используемых моделей, метода и численных алгоритмов. Расчеты на ползучесть, выполненные для труб под давлением, удовлетворительно соответствуют экспериментальным (Ш.Н.Кац, Санкт-Петербург) и известным численным данным (А.В.Белов, Ю.Н.Шевченко, Киев). Исследовано влияние на ползучесть труб циклической нагрузки. При численных исследованиях установлены закономерности циклической ползучести и разрушения круглых пластин из алюминиевого сплава Д16АТ, ослабленных в центре отверстием с жесткой вставкой, при изгибе центральной силой. Изучены вопросы влияния формы оболочки (цилиндр, конус, сфера) на формообразование и разрушение вследствие циклической ползучести.
   В диссертации представлены расчеты длительной прочности корпуса торцевого затвора газостатической установки, предназначенной для подготовки отработанных тепловыделяющих сборок атомных электростанций к длительному хранению. Для оценки ресурса газостата расчеты длительной прочности корпуса выполнялись для различных уровней технологических давлений. Получены расчетные данные для предельного числа циклов до разрушения стенки корпуса в зависимости от величины максимального технологического давления в цикле. Определен диапазон рабочих давлений, отвечающий нормам по долговечности и функциональному назначению газостата.
   Установленные численно закономерности циклической ползучести в работе нашли экспериментальное обоснование. В экспериментах установлены закономерности статической и динамической ползучести алюминиевого сплава Д16АТ и круглых пластин из этого материала при изгибе. Сопоставлением расчетных кривых ползучести, прогибов и времени до разрушения пластин с экспериментальными данными установлено, что их отличие находится в пределах разброса опытных данных и не превосходит 20 % по прогибам, и 16% - по времени до разрушения.
   Ключевые слова: ползучесть, повреждаемость, разрушение, циклическое нагружение, осесимметричные оболочки, круглые пластины, метод асимптотических разложений по двум масштабам времени, метод конечных элементов, эксперимент.

Shipulin S.A. Development of a method for strength calculation of shell structures at axisymmetrical cyclical loading and creep. - Manuscript.

Thesis on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05.02.09 - dynamics and strength of machines. - Kharkov State Politechnical University, Kharkov, 1999.

   The scientific novelty of work consists in the developing the new method and software for calculation of high-cyclic creep and durable strength of axially symmetric cyclic loaded shell elements of machinery structures. The theoretical justification of a method is given. The reliability of results is confirmed by the satisfactory correspondence of the numerical solutions had been found and known analytical and experimental data. The experimental equipment is created, the new experimental data on a cyclic creep of materials and round plates under bending are obtained. The new laws of a cyclic creep and damage of shells are established and the essential influence of cyclic loading on formation and time to fracture is shown. The method is aimed and used for cyclic creep calculations of on a design stage.
   Key word: creep, damage, fracture, cyclic loading, axisymmetrical shells, round plates, method of asymptotic expansions on two time scales, finite element method, experiment.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Розробка методу розрахунку міцності оболонкових конструкцій при осесиметричному циклічному навантаженні та повзучості

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!