Неупругая устойчивость и пластичность цилиндрических оболочек при простом и сложном комбинированном нагружении тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ.4

ГЛАВА I. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.6

1.1. Развитие теории устойчивости оболочек. . 6

1.2. Развитие теории пластичности при сложном нагружении.15

1.3. Основные направления исследований по устойчивости при сложном нагружении . . 23

ГЛАВА П. К ВОПРОСУ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕОРИИ УПРУГО

ПЛАСТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТЕОРИИ УСТОЙЧИВОСТИ 25

2.1. Основные сведения из теории упруго-пластических процессов.25

2.2. Образцы для испытаний. Испытательная машина и измерительная аппаратура. Методика проведения испытаний.33

2.3. Результаты исследования пластичности металлов при нагружении оболочек по траекториям в виде двузвенных ломаных 43

ГЛАВА Ш. УСТОЙЧИВОСТЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК ПРИ СЖАТИИ С КРУЧЕНИЕМ В УСЛОВИЯХ ПРОСТОГО И СЛОЖНОГО НАГРУЖЕНИЯ.84

3.1. Основные уравнения устойчивости оболочек за пределом упругости при сложном нагружении.84

3.2. Частные теории устойчивости.92а) теория устойчивости, основанная на теории пластичности при простом нагружении .92

3.3. Модифицированная теория устойчивости оболочек В.Г.Зубчанинова.96

3.4. Задача об устойчивости цилиндрической оболочки при сжатии с кручением.100

ГЛАВА U. ЭКСЖРШЕНТАЛШОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК ЕРИ СЖАТИИ С КРУЧЕНИЕМ В УСЛОВИЯХ ПРОСТОГО И СЛОЕНОГО НАГРУЖЕНИЯ .J.109

4.1. Методика испытаний .I09-II

4.2. Устойчивость оболочек из стали 45 . . II3-II

4.3. Устойчивость оболочек из сплава

В-95.II7-I

4.4. Оценка погрешностей измерений . 128

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫЩЩ.135

В решениях ХХУ1 съезда КПСС придается большое значение шь вышению надежности и экономичности машин и оборудования'/ уменьшению материалоемкости конструкций. Решение проблемы создания конструкций наименьшего веса осуществляется по двум параллельным направлениям, С одной стороны, это - создание новых высокопрочных, жароустойчивых и коррозиоустойчивых сплавов и органических материалов. С другой стороны, это - совершенствование методов расчета конструкций и сооружений на прочность и деформируемость1, изыскание новых возможностей более рационального использования имеющихся материалов.

В последние годы особенно актуальными стали исследования, направленные на снижение материалоемкости конструкций цри одновременном повышении их надежности. В связи с этим в инженерной практике все шире должны использоваться рациональные тонкостенные конструкции, элементами которых являются оболочки или композиции из оболочек вращения.' При проектировании таких конструкций основное место занимает расчет на устойчивость.

Нередко в целях снижения веса, особенно в конструкциях одноразового действия, в элементах их допускаются пластические деформации. В этом случае, вследствие необратимости процесса неупругого деформирования,' важнейшую роль играет реализуемая история нагружения. Исследования, проводимые при работе системы в неупругой стадии, позволяют более точно устанавливать запас устойчивости и несущей способности независимо от того, в упругой или упрутопластической области эксплуатируется конструкция и это позволяет создавать более экономичные и надежные машины и сооружения.1 Решение этой проблемы главным образом зависит от развития теории пластичности."

Для решения задач устойчивости оболочек в настоящее время используется, как правило, либо теория малых упругопластических деформаций, либо теория пластического течения. Пределы применимости первой из них ограничены простым, либо близким к простому образами процессов нагружения, второй - сложными процессами по траекториям малой кривизны. Выпучивание оболочек сопровождается резким изломом траектории нагружения и деформации. Для таких процессов А.А.Илысшиным получены основные соотношения между напряжениями, деформациями и их приращениями. Практическое применение этих соотношений ограничено недостатком экспериментальных данных. Актуальными являются также исследования влияния до-критического пути нагружения на выпучивание и устойчивость оболочек. Изучению закономерностей неупругого деформирования оболочек в дикритическом состоянии и их устойчивости посвящена настоящая работа.

В диссертации представлены результаты исследований, выполненных автором в 1975-1984 г.г. в рамках тематики НИР кафедры сопротивления материалов, включенных в "Программу комплексной стандартизации методов расчета и испытаний на прочность Госстандарта СССР, комплексную научно-техническую программу САПР Минвуза РСФСР, координационный план по механике НТС Минвуза СССР.

Автор считает своим долгом выразить искреннюю признательность: научному руководителю доктору технических наук,профессору В.Г.Зубчанинову за постановку задач исследования,обсуждение полученных результатов, всестороннюю поддержку и внимание; преподавателям и сотрудникам кафедры "Сопротивление материалов" Калининского политехнического института за их помощь при подготовке и проведении экспериментов.