Введение к работе
Актуальность проблемы. Характерными чертами развития совре-іенной промышленности являются интенсификация используемых провесов тепломассообмена, миниатюризация конструкций и повышенные ребования к экологической безопасности всех этапов производства. )то связано с возрастающими запросами общества в товарах, ограни-іенностью запасов минерального сырья и сбалансированностью развитая человеческого общества с создаваемыми им инфраструктурами.
Реализация программ интенсификации и миниатюризации как пра-іило проводит к увеличению удельной энергонапряженности элементов инструкций и возрастанию роли прочностных и диагностических ис-ледований. Последнее вызвано тем, что возникающие в процессе эк-:плуатации в деталях машин термомеханические напряжения при опре-;еленных условиях способны вызвать взрыв и разрушение всей конструкции. Поэтому внедрению новых и модернизации существующих тех-юлогических процессов должен предшествовать комплексный анализ [рочности.
Проблема анализа тердамеханического поведения твердых тел в трессивных средах актуальна с теоретической и прикладной точек рения, так как является составной частью мероприятий по снижению юска возникновения локальных и глобальных промышленных катастроф.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей диссертации явля-тся исследование методом математического моделирования влияния інешних и внутренних факторов на процесс распространения термоуп-іугих напряжений в твердых телах. Поставленная задача реализуется ; помощью исследования следующих вопросов : - нахождение термомеханической реакции упругих и вязкоупругих
тел в зависимости от типа и формы термоудара, свойств среды;
определение критериев возникновения скачков напряжений и и: величин ;
создание программно-аналитического комплекса "ТЕРМОУДАР". Научная новизна. В работе впервые в полном объеме на осно:
единой математической модели поставлена и решена методом математического моделирования актуальная проблема анализа термомеханИ' ческой реакции твердых тел на внешние тепловые нагрузки с учетої внутреннего состояния. Найдены новые классы точных аналитически: решений различных задач динамической термоупругости. Исследован влияние тепловых и геометрических параметров на процесс формирО' вания термомеханических полей. Определены критерии возникновени. скачкообразных и монотонных волн напряжений. Указан алгоритм вы числения скачков напряжений. Создан программно-аналитический ко. плекс "ТЕРМОУДАР", предназначенный для расчета поля температур напряжений при импульсной и циклической термообработке.
На основе полученных результатов автор выносит на защит следующие основные положения :
результаты анализа задач динамической термоупругости и термовязкоупругости ;
алгоритм вычисления скачков напряжений ;
результаты решения задач динамической термоупругости с ис пользованием программно-аналитического комплекса "ТЕРМОУДА Практическая ценность работы. Полученные результаты матема
тического моделирования задач динамической термоупругости и тер мовязкоупругости могут быть использованы при решении широкого круга фундаментальных и прикладных проблем. Указанные результат служат основой получения эффективной априорной информации о рас пределении тепловых и механических полей в материале. Последне
юзволяет, зная механическую реакцию элементов оборудования , зыбирать технологические режимы, повышающие надежность, безопасность и долговечность машин и механизмов.
Апробация программно-аналитического комплекса "ТЕРМОУДАР" юказала высокую эффективность его применения для оптимизации технологических процессов с быстропротекающими тепловыми режимами ; создания приборов неразрушающего теплового контроля ; совершенствования методов ускоренных лабораторных испытаний и клинической термотерапии.
Апробация работы» Результаты-диссертационной работы доклады-зались на Всесоюзных конференциях
Конструкционная прочность двигателей (г. Куйбышев, IS88 -IS90 г.г.) ;
Механика и физика разрушения композиционных материалов (г. Ужгород, IS88 г.) ;
Механика и физика льда (г. Москва, IS88 г.) ;
Разрывные динамические системы (г. Киев, IS89 г.) ;
Новые подходы к решению дифференциальных уравнений (г. Дрогобич, IS88-IS90 г.г.) ;
Оптический, радиоволновой и тепловой методы неразрушающего контроля (г. Могилев, 1989 г.) ;
Волновые и вибрационные процессы в машиностроении (г. Горький, IS89 г.) ;
Физико-математическое моделирование при решении проблем гидроаэромеханики и динамики судов и средств освоения Мирового океана (г. Ленинград, 1989 г.) ;
Физика электронных структур на основе высокотемпературной сверхпроводимости (г. Москва, 1989 г.) ;
Применение микропроцессорных систем в управлении производством ИЭТ (г. Москва, 1988 г.) ;
Научные чтения по космонавтике, посвященные памяти академик СП. Королева (г. Москва, 1990 г.) ;
Диэлектрические материалы в экстремальных условиях (г. Суздаль, 1990 г.) ;
Гидроупругость и долговечность энергетического оборудования (г. Каунас, 1990 г.) ;
Инженерно-физические проблемы новой техники (г. Звенигород, 1990 г.) ;
Теоретическая и прикладная радиационная химия (г. Обнинск , IS90 г.) ;
Проблемы и перспективы автоматизации производства и управле ния на предприятиях и в организациях приборо- и машинострое ния (г. Пермь, 1990 г.)
и международных семинарах, коллоквиумах, конференциях по
композитам (г. Москва, 1990 г.) ;
проблемам тепло- и массообмена в процессах и аппаратах при использовании вторичных энергоресурсов и альтернативных источников энергии (г. Минск, 1990 г.) ;
Экологической энергетике, биоэнергетике, здоровью человека (г. Сочи, 1990 г.) ;
механической усталости металлов (г. Киев, 1991 г.) ;
тепловым трубам (г. Минск, 1991 г.) ;
металловедению и термообработке (г. Варна, 1991 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 45 статей.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, девяти глав , зыводов, списка цитируемой литературы, приложения. Общий объем щссертации составляет 235 страниц машинописного текста (основное содержание 194 страницы), 12 рисунков. Список литературы включает [60 наименований отечественных и зарубежных авторов.