Осесимметричное упругопластическое деформирование многослойных оболочек вращения с учетом повреждаемости материала при ползучести
В этой связи целью настоящей работы является разработка методики расчета упругопластического напряженно — деформированного состояния тонких многослойных оболочек вращения с учетом повреждаемости материалов при ползучести, позволяющей прогнозировать поведение таких конструкций вплоть до разрушения при нормативных режимах эксплуатации и при перегрузках, а также оценивать их остаточный ресурс, и… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Упругопластическое деформирование элементов твердого тела с учетом повреждаемости материала при ползучести. Состояние вопроса и постановка задачи
- 1. 1. Анализ моделей учета повреждаемости материала при ползучести
- 1. 2. Напряженно — деформированное состояние осесимметричных оболочек вращения с учетом и без учета повреждаемости материала при ползучести
- 1. 3. Постановка задачи исследований
- Глава 2. Основные уравнения осесимметричного упругопластического деформирования многослойных оболочек вращения с учетом повреждаемости материала при ползучести
- 2. 1. Статические и геометрические уравнения теории тонких оболочек вращения
- 2. 2. Определяющие уравнения
- 2. 3. Кинетическое уравнение повреждаемости материала при ползучести
- 2. 4. Сопоставительный анализ и выбор критериев длительной прочности
- Краткие
- выводы
- Глава 3. Определение осесимметричного упругопластического напряженно — деформированного состояния многослойных оболочек вращения с учетом повреждаемости материала при ползучести
- 3. 1. Разре шающие уравнения
- 3. 2. Граничные условия
- 3. 3. Выбор алгоритма решения задачи
- 3. 4. Построение кривых мгновенного деформирования, ползучести и длительной прочности
- 3. 4. 1. Построение кривых мгновенного деформирования
- 3. 4. 2. Построение кривых ползучести
- 3. 4. 3. Построение диаграмм длительной прочности
- 4. 1. Упругопластическое напряженно -деформированное состояние вращающейся многослойной конической оболочки переменной жесткости (покрывающий диск газовой турбины)
- 4. 2. Ползучесть и разрушение однослойной и многослойной сферической оболочки, ослабленной круговым отверстием, под действием внутреннего давления
- 4. 2. 1. Исследование влияния толщины оболочки на ее длительную прочность
- 4. 2. 2. Исследование зависимости времени локального разрушения от величины внутреннего давления оболочки
- 4. 2. 3. Анализ кинетики изменения напряженного состояния сферических оболочек
Глава 5. Расчет осесимметричного упругопластического напряженно -деформированного состояния многослойных оболочек вращения со сложной формой меридиана и с учетом повреждаемости материала при ползучести
5.1. Термовязкоупругопластическое напряженно — деформированное однослойного и многослойного сосуда давления
5.2. Упругопластическое напряженно — деформированное состояние однослойного и многослойного линзового компенсатора осевых перемещений
5.2.1. Определение максимальной компенсирующей способности и распределение пластических деформаций
5.2.2. Определение времени разрушения компенсатора вследствие температурной ползучести
Краткие
выводы
Список литературы
- А. Дж. Кеннеди Ползучесть и усталость в металлах. М.: Металлургия, 1965. 322 е.: ил.
- Арутюнян Р.А. О критериях разрушения в условиях ползучести // Пробл. прочности. 1982. — № 9. — С. 42−45.
- Аршакуни A. JL, Шестериков С. А. Прогнозирование длительной прочности жаропрочных металлических материалов. Механика твердого тела. -1994. — № 3 — С. 126−141.
- Астафьев В. И. Энтропийный критерий разрушения при ползучести // Прочность и надежность конструкций. Куйбышев, КуАИ, 1981. — С. 103−105.
- Астафьев В.И. Описание процесса разрушения в условиях ползучести // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1986. -№ 4. — С. 164−169.
- Бабешко М.Е. Упругопластическое осесимметричное напряженное состояние многослойных оболочек при процессах деформирования по траекториям малой кривизны Прикладная механика. — 1994. — Т. 30. — № 1. — С. 38 — 44.
- Белов А.В. Осесимметричное упругопластическое напряженно деформированное состояние оболочек вращения с учетом повреждаемости материала при ползучести: Дисс. канд. техн. наук. — Киев, 1989. — 136 с.
- Белов А.В., Поливанов А. А. Упругопластическое напряженно деформированное состояние многослойной оболочки вращения с учетом повреждаемости материала при ползучести // В кн. Труды XXI Российской школы «Наука и технологии» — М., РАН. 2001- С. 138 — 146.
- Белов А.В., Поливанов А. А. Ползучесть и разрушение сферической оболочки под действием внутреннего давления // В кн. Труды XXIII Российской школы «Наука и технологии» М., РАН. 2003 — С. 41 — 47.
- Белов В.Н. Детерминированные модели временных процессов в разных отраслях науки и техники. Волгоград, «Политехник», 2002. — 320 с.
- Биргер И.А. Теория пластического течения при неизотермическом нагружении // Изв. АН СССР. Механика и машиностроение. -1964. №. 1. — С. 193 — 194.
- Бойл Дж., Спенс Дж. Анализ напряжений в конструкциях при ползучести. М.: Мир. — 1986. — 360 с.
- Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. — 312 с.
- Браун Р.Дж., Лонсдейл Д., Флюитт П. Испытания на длительную прочность при многоосном напряженном состоянии и анализ данных для жаропрочных сплавов // Теорет. основы инж. расчетов. 1982. — № 4. — С.56−65.
- Бурлаков А.В., Львов Г. И., Морачковский O.K. Ползучесть тонких оболочек. Харьков: Вища школа, 1977. — 124 с.
- Бурлаков А.В., Львов Г. И., Морачковский O.K. Длительная прочность оболочек. -Харьков: Высшая школа, 1981.- 104 с.
- Галишин А.З. Методика определения параметров ползучести и длительной прочности материалов при неизотермических процессах нагружения // Проблемы прочности. 2004. — .№ 4. — С. 21 — 30.
- Гарофало Д. Законы ползучести и длительной прочности металлов. -М.: Металлургия, 1968. 304 с.
- Годунов С.К. О численном решении краевых задач для систем линейных обыкновенных дифференциальных уравнений//Успехи мат. наук. 1961. — 16, вып.З. — С. 171−174.
- Гойхман Б. Д. Об уравнениях временной зависимости прочности твердых тел // Проблемы прочности. 1972. — № 8. — С. 20−22.
- Голуб В.П. Об одном походе к построению определяющих уравнений в теории ползучести // ПМТФ. 1991. — № 4. — С. 166 — 172.
- Голубовский Е.Р. Длительная прочность и критерий разрушения при сложном напряженном состоянии сплава ЭИ 698 ВД // Пробл. прочности. 1984. № 8. -С. 11−17.
- Гольденблат И.И., Бажанов В. Л., Конопов В. А. Длительная прочность в машиностроении. М.: Машиностроение, 1977. — 246 с.
- Горев Б. В., Клопотов И. Д. К описанию процесса ползучести и длительной прочности по уравнениям с одним скалярным параметром повреждаемости // ПМТФ. 1994. -№ 5. — С. 92−102.
- Гуль А.Н., Чорнышенко И. О., Шнеренко К. И. Сферические днища, ослабленные отверстиями. Киев: Наук, думка, 1970. — 323 с.
- Данилов B. JL Зарубин С. В. К описанию механизма межкристаллитного разрушения при ползучести металлов // Проблемы машиностроения и надежности машин, 1995. № 6. С. 39−41.
- Джонсон А. Ползучесть металлов при сложном напряженном состоянии // Механика. 1962. — № 4. — С.91−145.
- Душин Ю.А., Иванов А. В., Медведев Н. А., Вергазов А. Н. Длительная прочность и пластичность материалов при высоких температурах и низких напряжениях // Физика металлов и металловедение. 1993. — № 6. — С. 133−141.
- Закономерности ползучести и длительной прочности. Справочник. -М.: Машиностроение, 1983.-99 с.
- Золочевский А.А., Морочковский O.K. Исследование длительной прочности составных оболочек // Динамика и прочность машин. 1979. — Вып. 30. -С. 32−36.
- Илюшин А.А. Пластичность. М.: Гостехиздат, 1948. — 326 с.
- Илюшин А.А. Пластичность: основы общей математической теории. -М.: Изд АН СССР, 1963. 272 с.
- Калинников А.Е., Кургузкин М. Г., Вахрушев А. В. Кинетика объемного разрушения элементов конструкций в условиях длительного нагружения // Пробл. прочности. 1984. -№ 4. — С. 12 — 16.
- Капустин С. А. Коротких Ю.Г., Прок А. Е. Анализ кинетики накопления повреждений в составных осесимметричных конструкциях // Пробл. прочности. 1988 — № 2. — С.80−84.
- Качанов JI.M. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969. 420 с.
- Качанов JI.M. Основы механики разрушения. — М.: Наука, 1974. 311 с.
- Кац Ш. Н. Исследование длительной прочности углеродистых труб //
- Теплоэнергетика. 1955. — № П. — С.37−40.
- Киселевский В.Н., Осасюк В. В. Анализ критериев длительной прочности // Прикл. механика. 1967. — № 3. — С.96−99.
- Ковпак В. И., Марусий О. И. Об эквивалентной повреждаемости при испытаниях на прочность // Проблемы прочности. 1972. — № 4. — С. 38^-5.
- Ковпак Б.И. Прогнозирование жаропрочности металлических материалов. Киев: Наук, думка, 1981. — 240 с.
- Ковпак В. И. Прогнозирование длительной работоспособности металлических материалов в условиях ползучести. Киев: И1111, 1990. — 37 с.
- Колкунов Н.В. Основы расчета упругих оболочек. М.: Высшая школа, 1987.-256 с.
- Колмогоров В. JI., Мигачев Б. А., Бурдуковский В. Г. Феноменологическая модель накопления повреждений и разрушения при различных условиях нагружения. Екатеринбург: УрОРАН, 1994. — 105 с.
- Конструкционная прочность материалов и деталей ГТД / Биргер И. А., Балашов Б. Ф., Дульнев Р. А. и др. М.: Машиностроение, 1981. — 222 с.
- Коротких Ю.Г. Описание процессов накопления повреждений в материале при неизотермическом вязкопластическом деформировании // Пробл. прочности. 1985. — С. 18−23.
- Костюк А.Г. Пластичность и разрушение кристаллического материала при сложном нагружении. М.: Издательство МЭИ, 2000. — 180 е.: ил.
- Крайчикович Д, Сельварай С. Аналитическая модель разрушения металлов при ползучести // Теоретические основы инженерных расчётов. — 1984. -№ 4.-С. 101−106.
- Кривенюк В.В. Прогнозирование ползучести и длительной прочности металлических материалов на сроки службы до 300 000 ч и более. // Проблемы прочности. -2003.- № 4. С. 104- 120.
- Лебедев А.А., Чаусов Н. Г., Недосека С.А, Богинич И. О. Модель накопления повреждений в материалах при статическом растяжении // Проблемы прочности. 1995. — № 7. — С. 31 — 40.
- Лекки Ф. Модели высокотемпературного разрушения // В кн. Механика деформированного твердого тела: направления развития. М.: Мир, 1983. С. 244 256.
- Леметр Ж. Континуальная модель повреждения, используемая для расчета разрушения пластичных материалов // Теоретические основы инженерных расчётов. 1985. — № 1. — С. 90−97.
- Ленский B.C. Ломакин В. А. Деформационная теория термопластичности // В кн.: Тепловые напряжения в элементах конструкций. 1970. — Вып. 10.-С. 37−50.
- Лепин Г. Ф. Ползучесть металлов и критерий жаропрочности. —М.: Металлургия, 1976. 344 с.
- Лихачёв В. А., Малинин В. Г. Анализ функционально-механических свойств материалов методами структурно-аналитической теории // Известия вузов. Физика. 1992. — № 4. — С. 59−80.
- Локощенко A.M. Длительная прочность металлов при сложном напряженном состоянии // Пробл. прочности. — 1983. .№ 8. — С.55−59.
- Локощенко A.M., Шестериков С. А. Исследование длительной прочности металлов при сложном напряженном состоянии // Пробл. прочности. -1986.-№ 12.-С.З-7.
- Локощенко A.M., Назаров В. В., Платонов Д. О., Шестериков С. А. Анализ критериев длительной прочности металлов при сложном напряженном состоянии. Механика твердого тела. — № 2 — 2003. — С. 139 — 149.
- Малинин Н.Н. Расчеты на ползучесть элементов машиностроительных конструкций. М.: Машиностроение, 1981. — 220 с.
- Малинин Н.Н. Ползучесть в обработке металлов. М.: Машиностроение. — 1986. -216 с.
- Малинин Н.Н., Нигин А. А. Длительная прочность образцов с концентраторами напряжений при нестационарном режиме нагружения // Изв. вузов. Машиностроение. 1974. — № II. — С.28−53.
- Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975. 400 с.
- Марочник сталей и сплавов. М.: ЦНИИТМАШ, 2001, 600 с.
- С. Б. Масленков, Е. А. Масленкова Стали и сплавы для высоких температур. Справочник. М.: Металлургия, 1991, в 2 х кн. — 383 с.
- Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1975. 272 с.
- Методика решения осесимметричной задачи термовязкопластичности для слоистых оболочек на ЕС ЭВМ /Ю.Н.Шевченко, М. Е. Бабешко, И. В. Прохоренко.- Киев: Наук, думка, 1981. -66 с.
- Методы расчета оболочек. T.I.Теория тонких оболочек ослабленных отверстиями /А.Н.Гузь, И. С. Чернышенко, Вал.Н.Чехов и др. Киев: Наук, думка, 1980.-636 с.
- Методы расчета оболочек. Т. З. Теория упругопластических оболочек при неизотермических процессах нагружения /Ю.Н. Шевченко, И. В. Прохоренко. Киев: Наук, думка, 1981. — 296 с.
- Методы расчета оболочек. Т.4. Теория оболочек переменной жесткости // Григоренко Я. Н., Василенко А. Т. Киев: Наук, думка, 1981. — 544 с.
- Михалевич В. М. Тензорные модели длительной прочности. Сообщение 1 // Проблемы прочности. 1995. — № 8. — С. 76−90.
- Можаровский Н.С., Заховайко А. А. Циклическая ползучесть и долговечность материала при криволинейных траекториях нагружения в условиях плоского напряженного состояния. // Проблемы прочности. 1982. — № 4. -С. 36−40.
- Мяченков В.И., Ольшанская Г. Н., Чеканин А. В. Автоматизация конструирования и прочностных расчетов тонкостенных осесимметричных конструкций. М.: СТАНКИН, 1994. 60 с.
- Наместников B.C. Об определяющих уравнениях в теории ползучести // ПМТФ.- 1990.-№ 2-С. 121 125.
- Наместников B.C. Феноменологическая модель ползучести при переменных нагрузках // ПМТФ. 1993. — № 2 — С. 123 — 127.
- Никитенко А. Ф. О длительности до разрушения при статических и циклических нагрузках // Проблемы прочности. 1976. — № 7. — С. 44−46.
- Никитенко А.Ф. К расчету элементов конструкций с учетом повреждаемости материалов при ползучести // Проблемы прочности. 1979. — № 4. -С. 20−25.
- Новожилов В, В, Теория тонких оболочек. JL: Судостроение, 1962. -432 с.
- Осасюк В. В., Олисов А. Н. Анализ феноменологических уравнений состояния для процессов ползучести и длительной прочности сталей и сплавов при высокой температуре // Проблемы прочности. 1984. — № 3. — С. 12−17.
- Петухов А.Н. Сопротивление усталости деталей ГТД. М.: Машиностроение, 1993. 240 с.
- Пикуль В.В. Современное состояние теории оболочек и перспективы ее развития // Изв. АН. МТТ. 2000. № 2. С. 153 168.
- Писаренко Г. С., Лебедев А. А. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии. Киев: Наук, думка, 1976. -415 с.
- Пискунов В.Г., Рассказов А. О. Развитие теории слоистых пластин и оболочек. Прикладная механика. — 2002. — Т. 38. — № 2. — С. 22 — 56.
- Ползучесть и возврат: Сб. статей. М.: Металлургия, 1961. — 252 с.
- Ползучесть элементов машиностроительных конструкций / Подгорный А. Н. Киев: Наук, думка, 1984. — 264 с.
- Поспишил Б. Феноменологическая модель ползучести и пластической деформации // Проблемы прочности. 1987. — № 9. — С. 3 — 11.
- Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. — 752 с.
- Рабинович В.П. Ползучесть турбинных дисков. М.: Машиностроение, 1966. — 152 с.
- Радченко В.П., Симонов А. В., Дудкин С. А. Стохастический вариант одномерной теории ползучести и длительной прочности // В кн. Вестник Сам-ГУ, серия «Физико математические науки». — № 12 — 2001. — С. 73 — 84.
- Расчет на прочность, устойчивость и колебания в условиях высоких температур // Н. И. Безухов, В. Л. Бажанов и др. М.: Машиностроение, 1968. -693 с.
- Розенберг В.М. Ползучесть металлов. М.: Металлургия, 1967. 276 с.
- Сдобырев В.П. Критерий длительной прочности для некоторых жаропрочных сплавов при сложном напряженном состоянии // Изв. АН СССР, Механика и машиностроение. 1959. — № 6. — С. 93−99.
- Соснин О.Б. Энергетический вариант теории ползучести и длительной прочности. Ползучесть и разрушение неупрочняющихся материалов. Сообщение 1. // Пробл. прочности. — 1973. — № 5. — С. 45−49.
- Термопрочность деталей машин /М.А.Биргер, Б. Ф. Шорр, И. В. Демьянушко и др. — М.: Машиностроение, 1975. — 456 с.
- Трунин И.И. Критерии прочности при сложном напряженном состоянии // Прикл. механика. 1965. — № 7. — С. 77−83.
- Хажинский Г. М. О теории ползучести и длительной прочности металлов // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1971. — №. 6. — С. 29 — 36.
- Хейхерст Д. Перераспределение напряжений и разрушение при ползучести равномерно растягиваемых тонких пластин с круговым отверстием // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Прикл. Механика. 1973. № 1. — С. 253 — 260 .
- Хейхерст Д. Определение времени до разрушения для вращающихся дисков в условиях ползучести с использованием уравнений повреждаемости при двухосном напряженном состоянии // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Прикл. механика. 1973. -№ 4. — С. 88−95.
- Хорошун Л.П. Микромеханика кратковременной повреждаемости материала при температурных воздействиях // Прикладная механика. 2001. — Т.38.-№ 9.-С. 61−68.
- Чернышенко И.С., Шаршуков Г. К. Исследование упругопластического состояния сферических оболочек с круговым неподкрепленным отверстием // Пробл. прочности. 1972. — № 10. — С.93−97.
- Шевелев В.В., Карташов Э. М. Кинетика хрупкого разрушения и долговечность материалов // Проблемы прочности. 1990. — № 3. — С. 9 — 13.
- Шевляков Ю.А. Напряжения в сферическом днище, ослабленном круговым вырезом // Инженерный журнал. 1956, — № 24. -С.226−230,
- Шевченко Ю.Н. Термопластичность при переменных нагружениях, -Киев: Наук, душа, 1970. 288 с.
- Шевченко Ю.Н., Мазур В. Н. Решение плоских и осесимметричных краевых задач термовязкопластичности с учетом повреждаемости материала при ползучести // Прикл. механика. 1986. -№ 8. — С.3−14.
- Шевченко Ю.Н., Савченко В. Г. Термовязкопластичностъ. Киев: Наук, думка, 1987. — 264 с. /Механика связных полей в элементах конструкций. В 5 т.- т. 4.
- Шевченко Ю.Н., Терехов Р. Г. Физические уравнения термовязкопластичности. Киев: Наук, думка, 1982. — 240 с.
- Шевченко Ю.Н. Термовязкоупругопластические процессы деформирования твердого тела (обзор). Прикладная механика. — 1994. — Т. 30. — № 3. -С. 3 — 24.
- Шевченко Ю.Н., Терехов Р. Г., Брайковская Н. С., Захаров С. М. Исследование процессов разрушения элемента тела в результате повреждаемости материала при ползучести // Прикладная механика. 1994. — Т. 30. — № 4. — С. 21 — 30.
- Belloni G., Bernasconi G., Piatti ft Creep Damade Models// Creep of Engineering Materials and Structures. Applied Science. -London,-1979.— P. 195−227.
- Chrzanowski M. Damade Parameters in Continuum Feature. Mechanics// Mech. Teor/ in Stos. 1978. — 16. — P. 151 — 167.
- Hahurst D. Creep Rupture Under Multi-Qxial States of Stress// J. of Mech. and Phys. of Solids. 19 722. — V/ 20. — P. 381 — 390.
- Larson F.R., Miller J. A Tame -Temperature Relationship for Rupture and Creep Stresses // Translation ASME. 1952.-V.74. — P. 765 — 775.
- Lesne P., Galletaud G. Creep Fatigue Interaction Under High Frequency Loading // Mech. Bech. of Materials. Oxford: Pergamon Press, 1988. — v. 2, — p. 1053- 1061.
- Muracami S., Ohno N, Continuum Theory of Creep and Creep Damade// Jn: Creep Structure. 3rd Symp., Leicester, 1980. B: Springer, 1981. P. 422 — 444.
- V. Bagmutov, A. Belov, A. Polivanov Features of damageability’s calculation of multilayered shells of rotation at thermo viscose — elasto — plastic deformation // MECHANIKA, 2004, No 3(47) — p. 19 — 23.
- Walczak J., Sieniawski J., Bathe K. On the analysis of Creep Stability and Rupture.// Comput. And Struct. 1983. — 17. № 5 — 6. — P783 — 792.
- Wilson R. N. Estimation of Remaining Creep Life of an Aluminum Alloy from Creep Crack Density Measurement // Journal of Materials Science. 1978. — № 3. — p. 647−656.