Введение к работе
Актуальность проблемы. В машиностроении, авиастроении, нефтяной промышленности, строительстве и других областях современной техники широко используются составные конструктивные' элементы, ослабленные отверстиями разнообразной конфигурации. Проектирование таких объектов представляет собой достаточно сложную и ответственную задачу. Для ее решения необходима разработка таких методов расчета на прочность, которые бы обеспечивали требуемую точность получаемых аналитических решений и их практическую реализуемость.
Хорошо известно, что в областях, сопредельных с отверстияш или зонаш контакта отдельных деталей, возникает концентрация напряжений - один из вашейших факторов, влияющих на прочность и долговечность конструкций.
Исследование концентрации напряжений в многосвязных однородных и кусочно-однородных ограниченных.средах связано с преодолением значительных математических трудностей. Такие задачи вот уже более столетия остаются в центре внимания многих специалистов в области механики деформируемого твердого тела. Тем' не менее целый ряд важных для теории и, практики задач, связанных с концентрацией напряжений в кусочно-однородных телах с ослаблениями достаточно общего вида, остаются пока недостаточно разработанныш, а многие из полученных в этой области теоретических оценок, трудно переводимы на язык инженерной практики и програмшрования. Именно таким задачам уделяется главное внимание в данной работе.
Изложенное позволяет утверждать, что решаемые в диссертации проблемы, в том числе связанные с оптимизацией конструкций по линии снижения концентрации напряжений, актуальны как в тео-' ретическом, так и в прикладном аспекте.
Целью диссертационной работы является разработка научно-обоснованных ьысокодостоверных методов расчета напряженно-дефор-«ліроваїшого состояния сложных однородных и кусочно-однородных многосвязных элементов конструкций, а также эффективных алгоритмов расчета с использованием аналитических решений в форме ірограмм для ЭВМ.
- 2_
Научная новизна работы состоит в следующем:
разработан новый численно-аналитический метод, позволяющий рассчитывать поля напряжений в однородных многосвяэных тонких телах с отверстиями и в кусочно-однородных конструкциях,состоящих из нескольких частей, соединенных между собой с натягом;
разработанный метод адаптирован для решения представительного множества сложных задач, в том числе рассмотренных в диссертации впервые;
выявлены конструктивные решения, позволяющие при одной и Той же материалоемкости изделия существенно снизить концентрацию напряжений и, тем самым, значительно повысить прочность рассматриваемых объектов;
сформирован пакет программ на алгоритмическом языке "ФОРТРАН" для определения поля напряжений в конструкциях рас-
сма триваємо го типа.
- Практическая ценность работы заключается в разработке эффективных расчетных схем и их реализации при решении многих новых задач, имеющих большой практический интерес. Полученные результаты, представленные в виде конкретных формул, таблиц, графиков (эпюр напряжений) и пакета программ, позволяют оценить влияние геометрических параметров и упругих постоянных составных частей на концентрацию н пряжений. Все это предоставляет широкие возможности для оперативного использования этих результатов в проектно-конструкторских организациях и научно-исследовательских институтах, в частности, при расчетах на прочность элемэнтов гидродинамических систем металлорежущих станков, направляющих и карусельных ползунов, кондукторных гшит.клеммо-вых соединений, продольно-свертных муфт, соединений с'гаранти-рованным натягом, многослойных сосудов рабочих труб, используемых при бурении нефтяных и газовых скважин и т.п. Результаты выполненных исследований4 внедрены на Зегамском сельскохозяйственном машиностроительном заводе, 1'чровабадском приборостроительном заводе, машиностроительном заводе им.С.М.Кирова и Специальном проектно-конструкторском бюро бытовых кондиционеров.. Методы и разработки, представленные в диссертации, можно использовать в Институте проблем механики АН СССР, Институте механики АН УССР, Институте проблем прочности АН УССР, Институ-
те математики и механики АН КазССР и АН АзербССР, МГУ, ЛГУ, АІУ им.С.ЫКирова, АзИСИ, ЛГИ, в ряде СКВ, НИИ и предприятий машиностроительного, профиля.
Достоверность выполненных исследований подтверждается строгой (в математическом смысле) постановкой задач, выполнением граничных условий с любой априори задаваемой точностью, а также хорошим согласованием ряда частных результатов, вытекающих из общего решения, о известным* экспериментальными данными и теоретическими результатам!, полученными друшш авторами иньїмі методамл.
Апробация, работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на
научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов в Азербайджанском политехническом институте им.Ч.Ильдрыш'с участием представителей производственных, научных и проектных республиканских организаций (Баку, 1974-1975 гг.).,
научных сешнарах кафедры "Сопротивление материалов" Азербайджанского инженерно-строительного института (1980-1989гг.),
научных сешнарах лаборатории теории упругости и плас- ; точности при ИММ АН Азерб.ССР (1989г.),
- научных конференциях профессорско-преподавательского соо-
'тава и аспирантов Азербайджанского инженерно-строительного инс
титута (I980-I9S4, 1987, 1988 гг.),
республиканских научных конференциях вузов Азербайджана (1933, 1985, 1986-1988 гг.),
республиканских конференциях молодых ученых по математике и механике (1983, I9Q5, 1986, 1987, 1988 гг.),
семинаре Института проблем прочности АН УССР (1990г.),
семінаре кафедры сопротивления материалов Киевского политехнического института (1990г.),
семінаре кафедры механики сплошных сред Киевского Государственного Университета (1990г.),
семінаре кафедры сопротивления материалов Украинской сельскохозяйственной академій (1990г.).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано, в девятнадцати научных статьях автора.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения (7 стр.), шести глав (282 стр., в том числе 48 рис. и 7 табл.), заключения (3 стр.), литературных источников (179 назв., 21стр.) советских и зарубежных авторов, приложений (75 стр., в том числе 26 стр. программ на ЭВМ, 31 табл. и 28 рис.). Общий объем составляет 292 страницы.