Исследование изгибного деформирования слоистых металлокомпозитных балок-стенок регулярной структуры, работающих в условиях установившейся ползучести
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2016.9.1.2Ключевые слова:
металлокомпозиты, слоистые балки-стенки, регулярная структура, установившаяся ползучесть, теория Тимошенко, теория Бернулли, уточненная теория изгибаАннотация
Сформулирована задача изгибного деформирования слоистых металлокомпозитных балок-стенок регулярной структуры, работающих в условиях установившейся ползучести материалов всех слоев. Получены уравнения, позволяющие с различной степенью точности описывать напряженно-деформированное состояние в балке. Из этих уравнений в частных случаях следуют соотношения классической теории и два варианта теории Тимошенко. Для статически определимых балок разработана упрощенная теория. При различных температурах проведены конкретные расчеты механического поведения двухопорных балок-стенок, состоящих из двух типов металлокомпозиций с регулярно чередующимися слоями: медными и стальными; алюминиевыми и стальными. Показано, что в случае металлокомпозиции медь-сталь ни классическая теория, ни первый вариант теории Тимошенко не гарантируют надежных результатов по податливости конструкции даже в пределах 20%-ной точности, считающейся приемлемой при изучении механического поведения элементов конструкций в условиях ползучести. Обнаружено, что с увеличением температуры точность расчетов по традиционным теориям ухудшается, и при повышенных температурах для металлокомпозиции такого типа даже второй вариант теории Тимошенко не гарантирует требуемой точности. Расчеты балок из алюминий-сталь-композиции продемонстрировали, что по сравнению с «эталонным» расчетом классическая теория и оба варианта теории Тимошенко существенно (в разы и даже на порядки) занижают в подобных балках-стенках, работающих в условиях установившейся ползучести, как податливость, так и напряженно-деформированное состояние.
Скачивания
Библиографические ссылки
Амбарцумян С.А. Общая теория анизотропных оболочек. - М.: Наука, 1974. - 446 с.
2. Андреев А.Н., Немировский Ю.В. Многослойные анизотропные оболочки и пластины: изгиб, устойчивость и колебания. - Новосибирск: Наука, 2001. - 287 с.
3. Каниболотский М.А., Уржумцев Ю.С. Оптимальное проектирование слоистых конструкций. - Новосибирск: Наука, 1989. - 176 с.
4. Трыков Ю.П., Покатаев Е.П., Шморгун В.Г., Храпов А.А. Остаточные напряжения в слоистых композитах. - М.: Металлургиздат, 2010. - 240 с.
5. Хажинский Г.М. Модели деформирования и разрушения металлов. - М: Научный мир, 2011. - 231 с.
6. Локощенко А.М. Моделирование процесса ползучести и длительной прочности металлов. - М.: МГИУ, 2007. - 264 с.
7. Качанов Л.М. Теория ползучести. - М.: Физматгиз, 1960. - 456 с.
8. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. - М.: Наука, 1966. - 752 с.
9. Соснин О.В., Горев Б.В., Никитенко А.Ф. Энергетический вариант теории ползучести. - Новосибирск: Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева, 1986. - 96 с.
10. Янковский А.П. Расчёт установившейся ползучести металлокомпозитных пологих оболочек слоисто-волокнистой структуры // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер.: Физ.-мат. науки. - 2010. - № 1 (20). - С. 71-83. DOI
11. Мищенко А.В., Немировский Ю.В. Ползучесть однородных и слоистых рам на основе трехкомпонентной модели // Известия вузов. Строительство. - 2009. - № 5. - С. 16-24.
12. Янковский А.П. Исследование установившейся анизотропной ползучести слоистых металлокомпозитных пластин с учетом ослабленного сопротивления поперечному сдвигу. 2. Модель деформирования // Механика композитных материалов. - 2012. - Т. 48, № 2. - С. 279-302. DOI
13. Янковский А.П. Исследование установившейся ползучести армированных металлокомпозитных балок-стенок с учетом ослабленного сопротивления поперечному сдвигу // Механика композиционных материалов и конструкций. - 2012. - Т. 18, № 3. - С. 301-319.
14. Янковский А.П. Установившаяся ползучесть изгибаемых армированных металлокомпозитных пластин с учетом ослабленного сопротивления поперечному сдвигу. 1. Модель деформирования // ПМТФ. - 2014. - Т. 55, № 3. - С. 154-163. DOI
15. Янковский А.П. Установившаяся ползучесть изгибаемых армированных металлокомпозитных пластин с учетом ослабленного сопротивления поперечному сдвигу. 2. Анализ результатов расчетов // ПМТФ. - 2014. - Т. 55, № 4. - С. 174-183. DOI
16. Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. - М.: Машиностроение, 1988. - 272 с.
17. Малмейстер А.К., Тамуж В.П., Тетерс Г.А. Сопротивление полимерных и композитных материалов. - Рига: Зинатне, 1980. - 571 с.
18. Васидзу К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности. - М.: Мир, 1987. - 542 с.
19. Каледин В.О., Аульченко С.М., Миткевич А.Б., Решетникова Е.В., Седова Е.А., Шпакова Ю.В. Моделирование статики и динамики оболочечных конструкций из композиционных материалов. - М.: Физматлит, 2014. - 196.
20. Янковский А.П. Исследование установившейся анизотропной ползучести слоистых металлокомпозитных пластин с учетом ослабленного сопротивления поперечному сдвигу. 1. Структурные модели // Механика композитных материалов. - 2012. - Т. 48, № 1. - С. 3-22. DOI
21. Писаренко Г.С., Можаровский Н.С. Уравнения и краевые задачи теории пластичности и ползучести. Справочное пособие. - Киев: Наукова думка, 1981. - 496 с.
22. Композиционные материалы: Справочник / Под ред. Д.М. Карпиноса. - Киев: Наукова думка, 1985. - 592 с.
23. Никитенко А.Ф. Ползучесть и длительная прочность металлических материалов. - Новосибирск: НГАСУ, 1997. - 278 с.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2016 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.