WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Исследовано влияние толщины пластинки на долговечность при разных условиях закрепления по контуру. При варьировании толщины пластинки h получено выражение, прогнозирующее долговечность пластинки в среде:

(37)

где – долговечность конструкции без влияния агрессивной среды,

. (38)

Относительные прогибы срединной плоскости пластинки определены как

, (39)

где коэффициент, определяемый по выражению

. (40)

График приведен на рис. 20.

Рис. 19 Рис. 20

Установлено, что изменение толщины пластинки существенно влияет на параметры НДС. С ростом h/a возрастает нелинейность зависимости W/h, а долговечность пластинки уменьшается по экспоненциальной функции.

Резерв несущей способности Р (остаточный ресурс) пластинки поврежденной средой, после устранения источника агрессивного действия:

, (41)

текущее напряжение, максимальное напряжение в материале без влияния агрессивной среды.

Установлено, что развитие интенсивности напряжений поврежденной пластинки при ее дополнительном нагружении qдоп после устранения источника агрессивной среды происходит по закону:

, (42)

где (43)

Результаты одного из численных экспериментов приведены на рис. 21, где показаны интенсивности напряжений от дополнительной нагрузки в пластинке, выдержанной 30 суток в агрессивной среде, при предварительном нагружении q/qmax: 1 – без влияния среды; 2 – 0,059; 3 – 0,089; 4 – 0,12; 5 – 0,24; 6 – 0,472.

Семейство кривых для определения резерва несущей способности пластинки, различное время выдержанной в среде показано на рис. 22.

Рис. 21 Рис. 22

Установлено, что снижение остаточного ресурса несущей способности интенсивнее происходит при длительном действии среды. С ростом времени действия среды на пластинку влияние уровня предварительного нагружения пластинки оказывает влияние на остаточный ресурс конструкции.

На большом фактическом материале численных экспериментов проведено исследование оценки вклада каждого фактора в искомую величину. На базе регрессионного анализа резерв несущей способности пластинки описан в виде

(44)

где условия опирания: 1 – жесткая заделка, 2 – шарнирное опирание.

Статистически значимыми факторами являются уровень нагружения пластинки, глубина пораженного слоя пластинки, концентрация агрессивной среды на поверхности материала, толщина пластинки, относительная скорость деградации свойств материала и условия опирания.

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

  1. Анализ экспериментальных данных по влиянию агрессивных эксплуатационных сред на поведение материалов напряженных конструкций позволил выделить количественные факторы оценки деградации физико-механических свойств материала.
  2. На основании инкрементальных уравнений с учетом концентрации агрессивной среды в произвольной точке материала созданы численные методики для определения параметров напряженно-деформированного состояния нелинейно-упругих пластинок, изгибаемых в агрессивных средах на основе метода конечных разностей. Влияние агрессивной среды в инкрементальных уравнениях учитывается деградационной функцией F(B), входящей в секущий и касательный модули и дополнительной «фиктивной» нагрузкой.
  3. Разработанные методики применимы к пластинкам прямоугольной формы при разных условиях опирания. При этом обязательным является наличие результатов специально проведенных экспериментов для определения физико-механических свойств материала при действии агрессивной среды.
  4. Построены численные методики для определения долговечности и резерва несущей способности пластинок, изгибаемых в агрессивных средах. Методики применяются для частных пар «материал – рабочая среда» и позволяют анализировать поведение материала напряженных конструкций при разных условиях опирания, толщины и времени воздействия агрессивной среды.
  5. Данные методики реализованы на основе эффективного с вычислительной точки зрения способа описания кривой деформирования, позволяющего максимально приблизить табличную запись «напряжения - деформации» к экспериментальной диаграмме на всем интервале деформирования. Расчетный алгоритм при этом практически не меняется.
  6. На основе разработанных методик построены численные модели нелинейно-деформируемых пластинок в агрессивных средах. Создан комплекс программ для определения напряженно-деформированного состояния и долговечности пластинки. Приведены примеры решения конкретных задач. Результаты численных экспериментов показали, что эффективной является модель наведенной и развивающейся неоднородности с учетом роста концентрации агрессивной среды в точке материала. На базе этой модели проведен обширный анализ влияния уровня предварительного нагружения, относительной скорости деградации, концентрации агрессивной среды в произвольной точке материала и на поверхности материала, толщины пластинки, времени длительности среды на долговечность и резерв несущей способности нелинейно-упругих пластинок, изгибаемых в агрессивных средах.
  7. Получены аналитические описания функций долговечности и резерва несущей способности пластинок, изгибаемых в агрессивных средах.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

В изданиях, рекомендуемых ВАК РФ для публикации научных достижений

1. Пенина О.В. Определение долговечности и резерва несущей способности нелинейно-упругих пластинок при изгибе в агрессивных средах / В.В. Петров, О.В. Пенина // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2008. №4. – С. 16 22.

В других изданиях

2. Пенина О.В. Уравнения изгиба нелинейно-упругих пластинок средней толщины с учетом деградации свойств материала во времени / В.В. Петров, И.В. Кривошеин, О.В. Пенина // Проблемы прочности элементов конструкций под действием нагрузок и рабочих сред: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2005.– С.22–30.

3. Пенина О.В. Применение метода конечных элементов в расчетах нелинейно-упругих пластин средней толщины со сложной формой в плане // Проблемы прочности элементов конструкций под действием нагрузок и рабочих сред: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2005. – С. 85–91.

4. Пенина О. В. Изгиб локально нагруженных нелинейно-упругих пластин средней толщины в агрессивной среде / О.В. Пенина // Математическое моделирование и краевые задачи: материалы III Всероссийской конференции / Самар. гос. тех. ун-т, Самара: Изд-во Самарского гос. тех. ун-та, 2006. – C. 163–166.

5. Пенина О. В. К решению задач изгиба нелинейно-упругой пластинки, работающей в агрессивной среде / О.В. Пенина // Проблемы прочности элементов конструкций под действием нагрузок и рабочих сред: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2006. С. 65–70.

6. Пенина О. В. Инкрементальные уравнения изгиба нелинейно-упругих пластин с учетом деградации свойств материала во времени / О.В. Пенина // Актуальные проблемы современной науки: тр. 2-го Междунар. форума мол. уч. (7-й Международной конференции). Самара, 2006. С. 200 – 205.

7. Пенина О.В. Применение метода конечных разностей к расчету пластинок сложной формы из нелинейно-упругого материала / И.В. Кривошеин, О.В. Пенина // Проблемы прочности элементов конструкций под действием нагрузок и рабочих сред: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2007. С.134 – 142.

8. Пенина О.В. Долговечность плит из нелинейно-деформируемого материала с учетом воздействия агрессивной эксплуатационной среды / В.В. Петров, О.В. Пенина // Проблемы прочности элементов конструкций под действием нагрузок и рабочих сред: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2007. С. 31 – 41.

9. Пенина О.В. Влияние параметров наведенной неоднородности на долговечность пластинок, изгибаемых в агрессивных средах / В.В. Петров, О.В. Пенина // Проблемы прочности элементов конструкций под действием нагрузок и рабочих сред: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2008. – С.42–48.

10. Пенина О.В. Расчет плит из нелинейно-деформируемого материала с произвольной диаграммой деформирования с учетом воздействия агрессивной эксплуатационной среды / В.В. Петров, О.В. Пенина, П.В. Селяев // Academia. 2008. №3. – С. 87–92.

11. Пенина О.В. Долговечность пластинок из нелинейно-деформируемого материала при действии поперечной нагрузки и агрессивной среды / В.В. Петров, О.В. Пенина // Георесурсы: науч.– техн. журн.– Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2008. – №1 (24). – С. 28–32.

Подписано в печать 29.01.09 Формат 60х84 1/16

Бум. офсет.

Тираж 100 экз.

Усл. печ. л. 1,0

Заказ 20

Уч.-изд. л. 1,0

Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77

Отпечатано в РИЦ СГТУ, 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77


1 Петров В. В. Двухшаговый метод последовательного возмущения параметров и его применение к решению нелинейных задач механики твердого деформируемого тела // Проблемы прочности элементов конструкций под действием нагрузок и рабочих сред: сб. науч. тр. Саратов: Сарат. гос. техн. ун – т, 2001. С. 6 –12.

2 Селяев П. В. Диаграммы деформирования композиционных материалов при воздействии жидких агрессивных сред // Проблемы прочности элементов конструкций под действием нагрузок и рабочих сред: сб. науч. тр. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2006. С.46 – 52.

3 Петров В. В. Уравнения изгиба пластинки, учитывающие влияние концентрации агрессивной среды в ее материале // Вестник РААСН. Вып. 9. Белгород, 2005. – С.315 – 320.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»