Введение к работе
Актуальность темы. Конструктивные элементы в виде полых цилиндров являются одними из широко распространенных деталей в конструкциях реактивньїх двигателей, радиационно-тепловьгх экранов ядерных реакторов, защитных и несущих стенок газохранилищ и других элементов, работающих в различных областях техники. В связи с развитием космонавтики, энергетического машинострония, криогенной техники выдвигаются, на первый план вопросы, связанные с обеспечением высокой степени надежности и прочности при одновременном стремлении уменьшения размеров и веса конструкции. Стоящая перед конструкторами задача выбора оптимальных размеров конструкции, обеспечивающих требуемую надажность при минимальном расхода материалов, требует возможно более точного описания напряженно-деформированного состояния с учетом реальных режимов работы и свойств материалов.
В свете изложенного можно заключить, что исследование напряженно-деформированного состояния неоднородных цилиндров с учетом двумерной неоднородности материала и физической нелинейности, обусловленной температурным воздействием, представляет собой весьма актуальную задачу и имеет, как теоретический, так и практический интерес.
Цель диссертационной работы:
I. Получить решение задачи о напряженно-деформированном состоянии неоднородных цилиндров с учетом двумерной неоднородности
_ 4 -
и физической нелинейности материала, обусловленной воздействием температуры;
2. Разработать методику формирования и решения
системы линейных алгебраических уравнений и программу для ЭВМ,
реализующую расчетный алгоритм:
3. Провести расчет различных цилиндрических конструкций
при различных граничных условиях задачи теплопроводности и
пластичности, проанализировать влияние физической нелинейности
и неоднородности материала, сопоставить результаты с имещимися
аналитическими решениями, дать оценку сходимости полученных
результатов.
Научная новизна диссертации состоит в том, что в ней:
впервые рассмотрена задача о напряженно-деформированном состоянии цилиндров, материал которых имеет произвольную диаграмму деформирования, с учетом двумерной неоднородности, обусловленная воздействием двумерного температурного поля;
разработана методика, алгоритм расчета задачи теории малых упруго-пластических деформация итерационными мётодами:методом упругих решения, методом переменных параметров упругости, обобщенным методом упругих решении;
разработана методика формирования и решения системы линейных алгебраических уравнений оптимальной структуры для решения задачи вариационно-paeHOCTHbiw методом.
разработаны алгоритмы и программы расчета для персонального компьютера-,, реализующие расчет цилиндрических тел о учетом
двумерной неоднородности материала, произвольных диаграмм деформирования материала по координатам и произвольных граничных условий на боковых и торцевых поверхностях; - проведены расчеты и исследования влияния неоднородности и нелинейности диаграммы деформирования на напряженно-деформированное состояние элементов строительных конструкции.
. Практическая ценность работы заключается в возможности непосредственного. использования полученных формул, алгоритма расчета и вычислительной программы в практике реального проектирования конструкций, выполненных из нелинейно-упругого материала.
Достоверность положений и выводов диссертации вытекает из строгой постановки задачи, использования физически обоснованных гипотез, а также соответствия полученных в ней результатов с известными аналитическими решениями.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на научном семинаре аспирантов кафедры "Сопротивление материалов" МГСУ в 1990 г., на Всесоюзном научном семинаре "Актуальные проблемы неоднородной механики" в г.Ереван в І99Г г.,.на республиканской конференции "Строительный комплекс и рыночная экономика" в г.Акмола в 1993 г.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы и приложения. Обьем диссертации составляет 121 страниц машинописного текста, включая 25 рисунков и 7 таблицы. Библиография содержит 111 наименований.