Введение к работе
:'
Ч; ; J Актуальность темы. Развитие ядерной энергетики способствова-ло постановке ряпа запач, связанных с напежиостью и долговечность!) элементов конструкций, работающих в условиях облучения.'Это вызвано тем, что используемые на этих объектах конструкционные эленен- ' ты поп действием облучения претерпевают ряп физико-химических преобразований. При этом наибольшее влияние оказывают нейтронные потоки, которые проникая вглубь тела, вызывает в нем различные структурные изменения. В результате такого возпействия происхопит изменение модуля Юнга, снижаятся прочностные показатели, изменяются мопули савига, появляются объемные изменения. Причем все эти-изменения в различных точках тела проявляется по-разному. Кроме того, облучение может привести к изменении анизотропных свойств. '
В процессе эксплуатации элементы коне -рукцнй яперных энергетических установок попвергаготся воздействию внешней нагрузки и объемной деформации, вызванной облучением. Поэтому явления, связанные с изменением механических свойств облучаемого тела, могут оказать существенное влияние на работоспособность этих конструкций. Следовательно, необхопнмо исследование напряженно-деформированного состояния указанных конструкций с последующим определением их критического состояния, то есть состояния, при котором наступает потеря несущей способности конструкции.
Среди множества конструкций, применяемых на объектах ядерной энергетики, значительное место занимают оболочечные конструкции (оболочки), которые отличаются высокой прочностью и жесткостью. Однако, бупучч тонкостенными конструкциями, *>болочки особенно сильно попвоткенп влиянию нейтронного облучения. Поэтому задачи, связанные с рючетом и оценкой критического состояния этих конструкций при облучении, принимают особую актуальность.
_ 4 -Определение критического состояния конструкций,'работающих в условиях облучения, является довольно сложной задачей, так как в этом случае приходится считаться с тем,что пействие нагрузки и облучения на тело происхопит одновременно. Кроме того, при решении такого ропа задач в особенности применительно к оболочкам, необходимо учитывать изменения физико-механических свойств по всей толщине облучаемого тела и геометрическую нелинейность. Решить данную задачу аналитическими метопами довольно сложно. Это объясняется тем, что решение соответствующих уравнений связано с решением нелинейных краевых задач с переменными коэффициентами. Поэтому возникает необходимость в разработке и применении к таким задачам приближенных метопов решения, в частности, вариационных.
.Целью работы является разработка вариационного метопа расчета критического состояния тонкостенных оболочек при облучении, в котором одновременно учитывались бы неопноропность по толщине и анизотропные свойства материала оболочки, а также геометрическая нелинейность.
'етопика исследования. В панной диссертации пля определения напряженно-деформированного состояния облученных оболочек предложен вариационный принцип смешанного типа, гае варьируемыми величинами являится скорости перемещения и скорости напряжения, а сама скорость опрепеляется как произвопная по позе облучения. Построен функционал пля расчета критического состояния трехмерного тела при облучении, проведено преобразование этого функционала в двухмерный ("оболочечный"). Получечний'при этом функционал, уравнениями Эйлера которого являются нелинейные уравнения теории упругих оболочек при облучении и нелинейные граничные условия, позволяет учитывать нелинейность продольных перемещений и сдвиговые пеформа-ции по. толщине оболочки.
Предложенный принцип применен при расчете критического состо-
' яния облученных оболочечных конструкций сферической, куполообразной и цилиндрических форм. Используя метоп Ритца, получены системы квазилинейных дифференциальных уравнений, описывающие напряженно-деформированное состояние исследуемых конструкций при облучении. В соответствии с выбранным алгоритмом системы решались численным метопом на ЭВМ. Счет провопился ао выявления некоторой точки, которая физически соответствует ттотере несущей способности рассматриваемой конструкции.
Научная нооизна диссертации состоит в получении эффективного вариационного метопа нахождения и исследования критического состояния тонкостенных оболочечных конструкций, работающих в условиях облучения. Предложенный в работе вариационный принцип смешан-' ного типа позволяет учитывать геометрическую нелинейность и изменения анизотропных свойств по всей толщине оболочки, а также провопить оценку влияния геометрических и іі'яьикс—механических параметров конструкции оболочек на их повеление о процессе нагружеиня и облучения.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечиваются правш.оно выбранными исходными физическими предпосылками, использованием апробированных математических методов и тщатель-ностьо проведения вычислительных операций на ЭШ, а также совпадением этих результагов яря ггекоторых параметрах с известными.
Ярзкуияэсузя tyKg^gyt).,. Предложенный вариационный принцип може? быть pacspecrpsfcsfj из «sezszesaiciQ шпряженно-пеформироваино-го состосгкя я&эх&я&х вкгвз «йэлгфч^чвбк конструкции, работающих в условиях облучжмг. Он тя$9Я5&! ^scc'U7S.7b влияние на критическое состояние этих ко,чструкйГЙ врэядаз&ггя "сех параметров оболочки. Последнее пает возможность яхя ^згг?« конструкций уже на стадии проектирования выбрать матерка? с tsssssi параметрами, которые при заданной интенсивности нагрузки и г-jsis облучения были бы опта-
- б -
ыальнши и гарантировали требуемую работоспособность этих конструкций.
Апробация работы. Основное содержание работы и полученные результаты положены и обсуждены на заседании кафедры "Общеобразовательные дисциплины'' АзИУ иы.М.Азизбекова, семинарах кафедры "Теоретическая механика и механика сплошной среды" БГУ км.М.Э.Ра-сулзапе и отпела "Теория упругости и пластичности" ЖМ АН Азербайджана.
Публикации. По теме диссертации опубликовано четыре статьи.
Структура и объем работы. Диссертационная раб^ га состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, изложенных на 173 страницах ыааинэпиеного текста, включая 17 рисунков. Список цитируемой литературы включает 122_наименования.