Развитие теории длительной прочности и выпучивание элементов конструкций в условиях ползучести тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

РГ6 од

КНГВСЬКИИ ПОЛ1ТЕХН1ЧНИП 1НСТИТУТ

На правах рукопису ^/у^ ПОШИВАЛОВ Володимир Павлович

fff-y

РОЗВИТОК TEOPIÏ ДОВГОЧАСНОТ М1ЦНОСТ1 I ВИПИНАННЯ EJ1EMEHTIB КОНСТРУКЦШ В УМОВАХ ПОВЗУЧОСТ1

01.02.04 — мехаш'ка дефорлпвного твердого tk'ia

АВТОРЕФЕРАТ дисертаци иа здобуття вченого ступени доктора техн!чних наук

КШВ — 19Ö3

Робота никоиане в 1нотитут1 техн!чпо1 мехш1ки АН УкраЗли

0ф1ц1Йн1 опонента : доктор технЗлних наук, дрофесор Морачковський O.K.

: доктор ф1знко-математични1 наук.црофеоор Павленко A.B.

доктор тецйчни* наук, дрофесор Савченко В.Г.

Яров1даа уотавова - 1нститут проблей иашщобудування АН Укра1ни

Захист в1д0удетьоя "I ° ^ /1993 Р> на зас1данн! спе-

ц!ал!зозано1 вчено! рада Д 068.14.04 пра Кйвсыхыу пол1техн1ч-ному 1нститут1 за адресов s

252056, KalB, проспект Персиогн, 37

S дасерТЕц1с» ызгша ознаЗсвштиоь у С1бл1отец1 Ки1воького пол1тех-н1чного 1вотЕтуту

«'j ;" . Автореферат роз1сланк2 с' " Ä'1993 р.

Вченн2 секратар спац1ал1аозйЕо1 ючено! рада

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА. РОБОТИ

Актуадьвйоть робота. Практично уво1х г&лузях проыисловост1 . та! зв'язан1 з акотремялшми умоваыи екеплуатацН иашн або вп-¡юкотемпературнав техналог1ев, в 1нз:енерн1й д1яльноо?1 застосову-вться метода i результата теор11 повзучост1. Парт за вое да взноситься до атсмно! еноргвтакз, турбо- i двягунобудуванзв, ав!а-ц1йео1, рахетнсмсоси1чЕо1т8хн1ка. ыеталургИ.

31 етворензям 1 викорзстанвяц новнх кдаструкцЛпних uaTepla-Jds i нових засоб1в взеокотешгэратурно! технолог!! I х- обробка пра вяготувпнн! конструкции, а такоз . пра ' проектуванн! ново! i перспективно! теха1кя, нащаклад для атомного реакторобудування» нингала потреба розробкз метод!в розрахувку. як! б ураховувала р1знжян1га1сть властивостей i ефакПв дефорыування елвмеит1в кгаотрунЩ1 при повзучоот! (конотруктивну i дефогмац1ану ая1зо-TponlD, гШднензя i знв!х1цшавання, вакошчення пошкодгень та 1н.) з б1льпов точн1ст», н!а це-робилссь до останнього часу.

Експлуатац1я детал1в цашн, яка проходить тривалий чао при п1дввдених температурах i навантаяеннях, призводить до посиланзя влмог одеряання к1льк1сних ^характеристик довгочасно! uíuhoctí конструкц1йннх. ыатер1ал1в. Пра цьсму конструктору необх1дно ураховувати не т1льки чае до наставання граничного стану, ала в' моаливий д!апазон floro розкиду. Все цэ говорить про необх!дн1сть створення такого п!дходу до спасу процесу дефориування i руйну-ваяня елвмент!в канструкц1й прз повзучост1, який з одного боку девав ба задав1льн1 к1льк1сн1 характеристики довгочасно! ы1цно-

ст1, а з 1нпого - адекватно ошсував в1даи1 експерсшентальн1 фок та що до статиотшно! природа руйнування.

У деяких вшвдках деформацИ Еовзучост!, як1 яакошчуються ; цроцас! дефорыувення, ио*уть 1стотео впливати на ст!2к1сть р!вно ваги тсшкост1нних елеыен*г1в 1 приводит до II винивання. Не це: чае недоотатньо розроблен! питання от1£кост1 тоекост1ннех елеыен-т!в конструкций при повзучосй, - вокрема 1зотропних 1 конструктивно ортотрошах обол шок, з урахувашяы ыиттевих.. плзстечних деформацИ! 1 Пашкодоувшост! натер! алу. Б значн±й м1р! це стосусгь-ся 1 до задач ст!йкост1 при скяадних еляхех вавантаження, колз виникаюча дефорыацИна ен1зотроп1я дае 1стотн1 особливостЗ..,

Метою дано! робота с розробка теоретичних основ 1 науково-обгрувтованих 1нженерних иетодЗл розрахунку на довгочасну и!ц-н!сть 1 шпивавня елеиенПв тонкост1нни1 конструкЩй при повзучо-ст! для вир1тенвя: значних науковш 1 практичних проблем сучаеногс 1 пероиектзвного ыавинобудування.

Свди в1днослтъея : георэпгчда узагельнення п1дюд1в 'до ош-су довгочасно! цщност! 1 ыашнаная елеуент!в консгрухц1й в уио-вах поезучоот1; розробка 1ыов1рво1 ыодел1 крихкого руйнування при повзучост1; одераанвя систеы 1нтегрсдафервнц1йних . р!внянь, як! сятсують ныл1н1£на . дсфорыувштя 1зотропню:. ,1 з^нотруктавно ортотропних оболояок в уиовах ловзучост!; розробка ыетод1к розра-жувху критичного часу випинавня 1зотрошзих сбовонок а, урахуванняи рочатковнх недосканалостей, ыитгевих пластичнах дефорыац1С, АсторП навантагашвя 1 поз!кодаувЕн1сть мйтер1алу у процес1 ровзучскя!; розробка ыетод1ш розрахунку крзтнчного часу взпшзан-ея конструктивно ортотропних оболонок при коуб1Еовавоыу ваванта-

зсенн! в уновах повзучост!; стзорення програмаого звбезпечетшя розрвхунк!в на довгочасну м!цн!сть • 1 випинання прл повзучост! елеыент!в кснструкиДй.

Наукова новизна. Запропонована !мсв!рна модель довгочасно! и1цност1, яка базуеться на поняттях теор!й над!йност1, пошкоджу-ваност! та зыХцнення, дозволяс адекватно списати процес руйнуван-ня при повзучост! 1 к1льк!сно визначати основн! характеристики довгсв1чност! (середаШ час до руйнувакня 1 його середньоквадра-тлчне в!дхилення ). Одержан! р1вняння нел!н1йного деформування в умовах повзучост! !зотропних оболонок з урахуванняы цаттевих пла-стичних дефориац!й, !стор!1 навантегення ! поккоджуваяост! цате-р!алу. Одержан! р!внянпя нел!н1йного деформування в уновах повзучост! конструктивно ортотровних оболонок, як! ураховують двов!с-ний напружений стан об'зстка ! однов!сниа - п!дкр!плтчих елемен-т!в. На основ! метода продовяення за часом розроблена методика розрахунку критичного пасу випинання 1зотропннх ! конструктивно ортотропнкх цил!ндрячнпх оболонок при коыб!нованому навантаженн!.

ЗдМснено теоретичне досл!дзення, яке дозволяе як!сно ! к!льк1сно обгрунтуватв Деяк! в!доы! ефекти довгочасно! м1цност! ! випинання тонкост!нниХ цал!ндричних оболонок при повзучост!.

Дано теоретичне узагальнення 1 розв'язана наукова проблема в облает! мехаийки дефоры!вного твердого т!ла, яка полягас у розробц! ыетод!в оцХнки характеристик довгочасно! м!цност! ! випинання елемент!в ывшнобуд1шш конструкц!й при повзучост!, що мае ввхлив9 теоретичне 1 народногосподарське значения.

Доотов!рн1сть результат!в. як1 одеркан! у робот!, визнача-сться коректною постановкой задач, застосуванняы апробованга на-

/

теыаютшх ыегод1в, пор1внавянням шал1тпчних результата, зной дених за допоцогсю ЕОМ, з. експергменталькгыи данили 1 в1дошз£ р!иеннями 1нщах автор!в.

Практична значения робота скдадаетьоя у тому, що у н!й роз-роблэн1 1нгенарн1 методики розрахунку характеристик довгочасно: м!цност1 1 вппинання оболоаох щж повзучсст! (час до руйнування середньоквадратичве в1дтилвеия довгов1чност1, критичней ча; вигшнання).

Рсзроблен1 ыатеыатичн1 модел1, метода 1 алгоритма розрахунк; складнпх механ1чЕих систем 1 програмне забезпечекня внкористо-вуетьоя при проведенн! ваяливих для народного господарства дос-д1даень в облает! прогнозування.критичного стану елемент!в конст-рукцШ при траваха рейках ксвантеаення.

1дтобец1я робота. Результата дасертацИ допоз1дал2сь ■ 1 об-говорнвалзеъ на V ВсаооетМй кокференцН 1 школ! методах вчевих : мехш1ки деформ1вного■твердого т1ла (КуйОшиев, 1978); ла IV нв-укозо-тс-хк1чн1й кагфэровдИ з сгатачно! м1шост1 ав1&ц12них кон-етрукц1й (ЦАП, 19В0); на'Всесоюзному 'свшоз!ум! в вал1н1Яво1 тео-рИ оболонок 1-дяаеиш (Казань, 1980); на ВсвсошкШ ксл$аранц13 •в нел1н1й22х задач алеоган 1 оболенох (Саратов, 1981); ее 7 Бсе-созззноуу зЧзд! з терротачно! 1 щшиадао! . мехен!ки (Дяиа-Дта, 1981); на I I II Ваосозззкзг с1ашоз1уиах иСт1йк1сть в ыехенШ да-фор^вкого твердого т1ла" (Кал1н1н, 1531, 1935); на Еееосизвоиз се&поз 1 узл1 "Повзуч1сть у .конструкЩях" (ДнЛхфспетровськ, 1932); Н£ ро спубл&саксыюиу сеы!кар1 "Дроблена н!цност1 1 даен1кя в ыахи-ЕобудуБ2ш1и (Харк1в, 1932); на II Всесо»зв1е ксщфэрэнц11 "Пов-зуч1сгь у 1К530ТРУКЦ1ЕХ" (Нозосзб1рсыг, 1984); ка XIV Всесошп!?

ЮЕфереяаН з тэорИ пластин ! ойолонок (Кута!с!, 1S87)i на XXII ЗоесовзнШ нарад! з проблем и!цност! двпгун!в (Москва, 19S3); на [II Всесоюзному оимпоз!ум! "Актуальн! проблема з механ!ки эболонок" (Казань, 1533); на VII Зсесоюэл1Я конф&ренц11 з оптем!-зац!1 i над!йност!' у <5уд1вельн1й ueisiiiui (В!льнвс,1988); на .VII, 7III Всесогоних I IX М!кзародн!8 школ1 "Над!йн!сть великих систем машет" (Ташкент, 1988; Ксбулгет!, 1990; Гелендашк.1992); на I i II Сиб!рськ±а школ! з сучасяиз проблем деформ!вного твердого т1ла (НЬвос2б1рськ, 1988: Якутськ, 1990); на 8-й М1кнародн!й коя-ферэнцИ з иехан!кя руйнуванет (Ки1з, 1993); на сэм!нар! з ыеха-я1кп дефоры!нзого твердого т1ла в Гнетктут! проблем Ы9хан!кп РАН (кер!вншс акадеы!к ¿Н В!рмея!1 Н.Х.Арутюнян); на сеы!нар! кафэд-ри пДинем!ки i ы!цяост! ыадкн" Ки1вського пол!гехп!чпого Ляститу-ту (KaplBHEK ирофесор М.С.Моааровський); на сем1нарах i вчених радах 1нстнтуту техн!чко1 «sxaniia АН Укра!ни.

Пубд1кац11. Основней зм!ст дисертацИ викладений у 31 печат-Hia робот! (9 з Hui у сп!вавторств1) у тому числ! у двоя ?лоног-раф1ях.

Структура 1 обсяг робота. Дисертац!я складаеться з вотупу, чотирьох глав, висновк!в i описку"цитовано! л!тературя. Загальнкй обсяг робота 262 отор1нкя, у тому числ! 26 риоунк!в i 2 таблиц!. Список цитовано! л!тературз ы!стить 224-наЗменування.

SiilCT РОБОТИ

У вступ! обгрунтовуеться октуальн!сть, наукова новизна, хтракпгшз значения робота ! надаеться II стислий з«!от.

-а -

У перз!й глав! кадаеться огляд д!тература - з феномэнолог1ч-н22 Teopifi повзучост1 i довгочаско! uinaocii, а такая вЗдаЗрага-н1 ochobhi -ввдрлыки досл1д*8Нь з ctISkoctI I вяаинання тснкостЗл-шгх елемэнт!в г.снс?рукц12, як1 працазть в уысзаг поззучост!.

В1до1чаеться, до оучасний стан i ycnizii у рсзантку теорИ псвзучост! i II заетосувэння пов'язан1 з роботеьп Н.Х. Аруткаяна,

A.B. Бурдакова, В.П. Голуба, Л.Н. Качалова, В.М. 1Сзс1левського,

B.I. Кошака, Я.И. Курена, У.У. Ывл1а!на, С.Т. UL'oixo, U.C. Мо-"ааровського, O.K. Морачковського, Г.С. ГЬсзревка, д.У. П1¿гордого, Ю.Ы. Рабогноаа, О.р. ParaHiusia, O.B. Ccenina, 1.Г. Тйрогулэ-ва, Ю.Ы. Шевченка, С.О. Шастор1кова та

Показано, цо Еезаагжт на усз!л:, досягнут! по раду нзп-p.-jilB, exL зва&алз в1до0рааознл у росот£2 ь1тч£звя12Х i aapyöis-hsz SBTopiB, цроблауа позэд!нкз х«знотрукц12 п!д .■ навантагзнзяи у чсс1. i доо1 зализасться надто скяэднсзэ i влиагсс ещйсэкзя голого раду ico.'£L\3i:can задач, досл!даошл sss проводиться у uai;— ыгтЕчвсглу, фхгнщтау i 1шкнзрзсму scnairras.

¿asJüo Jdsepasypaax даарвд .дозьсааз сфориуллзат» на ооиса! сучаснпх щрактпчнах i тооропгоггг corpod прсЗламп, ц1л! 1 задсчз подалксз доойдаень по real роботн.

Друга гх£Г>а щаовячзка зЗудугання 1ч;оз1шо1 ыодзл! ру2зув£Я-пя деи поззучосг1, в основу яко! покладеа! понятая тэорИ нзд!£-ност! i структурна теор1я зовзучоет! В.;.;. рЕботпоза.

При ус?£0зовлеЕн1 заяазност! Iiis 1иов1рн1стэ нерулкугазгл i накошхченою дефзрдцЦеа иовзучост1 за час д11 наегнтакання. роситься прилунения про под1<Зн1сть крсиа еевдкост! доформацП пов-эучост! i iHieiicKBHOOTi в1дказ!в.

Внксрзстсзута ие прзщтцегяя, у глас! одертвно етрзз li'o-OÍPHOSTI неруйтузоння у штушд!

Pit ) = етр[-з>. e(t )/€„], (1)

де еСt) - дефорыац!я псвзучост!; с,- значения величкиа деформецИ повзучост! у момент руйнуваккя; к - параметр, якей впзяечасться за результвтгчи гкпробузень ма?ер1а;;у на повзуч1сзъ до руйнування.

Пра отеп!Ени£ законах поззучост! ! нсякодлуваност! одержан! еп1вв1днсаёння дая серэдяьсго часу руйнувакня 1 його серэдньэ-квадрзтшшого в1дхвлення у вид!

Г"

< ts> = nt, е*сзр[-( м;')]/(£)й , (2)

е. с

fft> a ntj Í 2 J [ е°етр(-п£)/(е)й£ j«

о о

а с°егр[-( п^МеЗЛе)^ - (3)

[ i caezp[-{ п-нвс;1)e]/(£)de ]3 j.s „

ДЗ

/(£) о I 1 - -S-çA £eexp[-(n-íi)£]cíe » -j~f . о

1 = (r+1)/{r-q+1), (J = Л/(л-Л), Vlanop, l/[cO<r)o£l.

Тут t i t - в1дпов1дао чао в'язкого i крзхкого руйнування пр EsnpysaHHl а , ск , п , г , q , а - nocTifiai ыатер1ал врг даггШ гешератур! у законах иовзучоот1 1 позкодауваност1.

Прп а = 0 (uasapian не ЗАйцнюеться) варззн (2) I (3) пра£ пзхпъ вид

i

< о

= 1 J (1-й + c»-idf ,

(4)

1 1

(5)

= i | 2 | [ | (1-u +c«)yc1"1drc ](1-и +

о с .

1

+ СujP-»'«"1'«-»)^-'^ d-u +

о

i

-НТВ)»-1»"1'1-01 Г1-Ч]а|2 -

1нтеграла у права частшах р1взос?ей (4) i (5) Еяразагться через пшергесштрэтн! функцИ.

У ЕНПЕДку» хода р1в!шшя повзучост1 не залежетъ в!д параметра пошодганая, ОЕ1вв1днозеы1Я (4) I (5) 1нтегру»ться у квадратурах

" t-> in-r

1

< а>

17= { 2[ ТБ^ТГ

f

о

де

г = [ 1-^/(1^)]', п = д-и.

Як окреинй встадо;:, 1з сп1вв1дноиеш1Ь (4)-(7) при т - О сл1-дувть в!дпов1дао р1сенпя Ю.М. Работновв 1 Л.М. Качалова.

На рис. 1 крива. 1 в1дпов!дас р!шешш (6), а крива 2 -рЗденню Л.М. Качанова. Прям!- I 1 I,« ts характеризуюсь чисто в'язке 1 чисто , крюке руйнування. Крива 1 розташовьна шжде криво! 2. проте у випадку чисто в'язкого руйнування р1шення зб!гаються.

Крива 1 у логар1$м1чшх координатах мае похилу асимптоту, яка описусться р1вняншш

* 3 и 2'

На рис. 2 зобракенэ звлежн!сть коеф1ц!снта вар!ец!5 еереднъого часу до руйнування V =< а >/< гв> в!д безрозм1рного

параметра нвпрукегоя 5={(п-й)0*1а/!с(г+1)а!при г. = 0,5 для р1зних значень пост1йпо1 г}. Тут суц!льн! л!я!1 в1дпов1дають <х =0, штргаов! - а - 1, итрихлунктиря! - а = 2. Видно, оо эмензвення на-пруяенвя у вкпвдку краткого руйнування приводить до зб1льшення розкэду експершенталышх дагап. Одержано, що для параметра г) > 1 1 5 г О,1 обл!к зм1цнення М8тер1алу у процес! повзучост! практично не познвчастьея на велггагн! коеф1ц!снта ®ункц!я V с монотонно сладяов 1 мае у даяому випадку дв! к!нцев1 границ!.

Нор1ввяння теоретичнет розрахунк!в з результатами вгпробу-ваиь на довгочасну ы1ин1оть зразк1в з короз1еет1йко1 стел! 12Х1ВН10Т пщ Температур! 1123К показало эадов1яьне узгодаешш розрэхупкогах 1 оксяаркмвпталытх дети, як по часу руЯнувапня

i

Ù of

, \

4 \

r, ^ i

upöf

\ \

\ \

\ \

i- д.

vs Ч „ с J

.. к-

\ V V' W-

гак i по Coro середпьоквадратичному в1дгиленна.

У зак!нченн! глава розгляиут! питания заетосування лобудова-eoï модел1 довгочасно! uIueoctí для ярогнозування довгов1чност1 вснструкгДй ыетодшя щнехоренах вияробувань.

У трет1£ глав! приводиться постановка, метод i алгор!тн роз-в'язення задач íwsssssbü 1'зотрсшЕпа оболоней в умоваз повзучост!. Засгосозугггп reopía ггЯпнэккл ? еядi pt~ e(pi,Q¡)Oi .одериан! р1вняшш вязенеяня IsoTpíHKnz обалояок um повзучост! з урахунзн-еям етггсвяг пластичных дефсрыац1Я для л!я12нах илях!в .нававта-геншз етда ага~ o330 = fe(oir о|10), да амо. аззо - початков! значения нвпрузенъ на поперэдаьсму етап! нввантЕкенкя

АЛ * я Т7Т" + ТТТ АА° "

5 (8) Д Í г» + 1 АДА /iE

- т+т j ; g - W - АЛг •

о

0(®, Ф) + -y-ç-jf ~ -ТЛА)(ш - +

г , .

+ г J 2-j1- [ m», eÇ .•>■'+ -rrr ( тАА + *АД) (ty - ®0)]dî+

о,

+ ¿.с* У!"!^«,,) i .-i+ V - 4

+ «fl*[D(», а>? ♦) + ТТТ <ТЛА + sU)(sbw0)] - (9)

Г

~ ] ^Т1 [ + ТТТ ( ТАЛ * ^Мгма0-)]^} = О,

о •

До

55, 2 3 £р( .

х =» £ + = 2 Б1 Д ^ = .

ь = у ~ёо7» &0 = -ЩЕ&П)' сГ,-

Тут г - кстасненти тензора зедпвкогкг: а!крон£пруз;еаь; .'¡(С ) -функц!!, як! характерязуеть вяхге ДбфсрйгаЩйноХ сн1507рап12, одержано! у насл!дку окладного навантаиення; Ф 1 и> - функцН эу-силь 1 прогину? 5 - Оезрозм1рнга параметр часу; р - 1ятежшвн1ок напруяекь; р(- 1нтенсЕВн1сть дефорыацШ лоззучост!; Д, А, -А • Д2$ереЕц1йн1 оператор;....

ДефориаШЕна еп1г'0?рсгг1я, яга ветикае.щк склвдасмг пзвенгб-венв!, шасусться теор1ез, яка врггоауе м1здзспслрк-,еная ща ша-сиганому-дафорлувоаа!. .,-" '.

Для розв'язку система рХснянь а геометргчнов 1 ®1вЕчгсш' и;-л1н!Ен1стю (8) 1 (9) Енкорпстовуетъся кзгод продов^ення ва часа (посл1до2шп Еавантгжзаь). - '

У результат! г1веаривац11 на козкаыу етш! вовантскокая 1 1Фоц1 за часса розз'язуадьоя ,л!е1£н1 р!вняшхя в1дкосш щаростч функцШ зусась 1 прогану та будуеться обчнсяшйаьгкй/ лроцео. зг схемой: «НЕвентаайшя - протлз", лот!м - "«о - грогаа". 3 л1Ееа--р^зовадого р1тдашя суи1от2оот1 -ща свдея12 "&ори1 початксЬсгч: прогану Епзяачзаться щщрощешя фунздН .вусвяь 5Ф, а гйлзгрззева-'ла р1впяЕ2я р1вдазатл !итогр?еться ыетадзы Еуснзга - ГельоркЗла.

Вгрзз для Еечат:;свого пропану врахозув осэкшогрзгану 1 не-

0С8С21!этргтеу СХЛЭДНу

=/,10в1п(са?) ШгЛру) + /20ата(ся?). Тут а I р паранзтрп хвилеутворэванви.

Сперзу розглядута -¡задача вшшнання при повзучост! перз1сно пру^ньс! цайЕДрЕЧНо! оболоакп. У цьому випадку розрахункз показала, що взутр1Ен1й тиск чензть п1днр:1л1яюотий вплшз на о болонку (щл зб1кьненн1 внутр1шього теку прз пост1йнеуу ооьо-во:;.у навантЕкапн! парамэтр критичного часу зрастаа).

На тао.З зображрД гр'51тя за.!гезносг1 ббзрозы1рзого ппргиет-

?+/

ра часу § в1д наксаызльЕого <5езрос«1рнсго прогину С = ¿^

сСор.отс" з! сшкшуАМгэУ пра т£.'шэратур1 423К 1 в1дносагл! гео-

нэгргчшааз парачетрекв РУ{£П) = 176, ТУК = 4,83, (Я, 2П, X - в!д-

рад!ус серэдагноХ позорны!, говщяна 1 докзша оболсшл)

дгя гначень парештра внутрЗлнього' тнеку при поот1Снс:/у

рогзпод1лянс:<у осьсзсм? нгшантегэЕн! <х. При цьсиу щиймалося, цо

ооьева сала 1 Ш2ПП>1ве1й тиск змЛтвться йропорц1йно однсиу пара-

иэЦзу. 3 розрагуввах ыпссрготовувазся стеШннпй закон повзучо-

с?1 з поаазншеам р1вшш трьем. Бэлачша початкозого црогепу

/ +/

щяй^алзсь р1еесэ Са = - 1|^-ао-=0,1-

Крпвгц 1-3 з1досз1д2ить значения безразмерного параметра тяску 8,3 Ю*3; 6,2 Ю"2; 4,9 Ю~3. 3 гр£ф1к!в вздао, цо 1с-. нуа к!лцова заачошя часу $в, щп якс**у швадкЛсгь зроставня про-гшу отао окХлыа завгодно воянкоэ С —»в).

Проведен! розрахунгк. показали, ща пра урзхувшш! шмтавпг плаотнчаяг дефорааЩй1 яхс1спо зм1я»зтъоя вшшз шугр1шаього так:?, пор1внютз з шэтеаткозэа пруййм станом оболонвз, при зб1льшенн1 д*

оря пост1Ян13 ocboBiñ сил! ¡rpiTircci3 чао зменызусться.

При розрахункаг кретичаого часу поряд з простил навантазвн-

пям оболоша (цроясрииьсй! opici казантггеаь при коеф1ц1ейт1' !г - -1/3) буда розрэхозан! дэ idílica силадак БЖ£адк1з неоаяза-г;энь. Одним з кях е сгроотакая ооьового сетскуючого канругення за мэг.у ПЛЯШОСТХ 3 ПОСЛХДОВПОИ ПрОПОри12НОа 3MÍE03 ЕОйЙВДЗаЗШ» 7 пласпгш!й сблзс?1 доформування. На pso.4 пргсЯ 1-3 ехенаетчно зобразуэть шшхя павантааенз»;. збудоаинзй гут едйто ш.зееа розд!-дяе прукшэ 1 плаотгчзу odsacri дзфориувеопя.

Розрахувяя показала, що у розмтвужз: штадказ склада! иляха павзнтааення даэть «Яяья jnooid, аиапеазя параиэтра критичного часу ais просей (рпо.5 >.

На ряс.4 збудопана позоравя, якз харакхеразуо гранзчпзгй стал данно! оболснка. Суц1лья1 л1я11 в1отоз1дсэ?ь папвредаьо прупньому випадгсу розрахунку, я nrpsxoni - пругяолдзетячзхсуу.

7 ц1Э глаз! такса розгляпуто шпжшзлаи цшйадрнчно! оболонкя з урэхуванняи потяодкуваност! натерАалу у npousci поазучост!.

Розв'язувашю система р!вншь побудозгна з1дпосно фунюЦО эуеаль <5 i прогаяу v у рамках дефор:лац1йзого вар1яиту теорИ з'^1шення i приводиться до виду

U > (МО-'НДФ = S(í-9)r(ü.D°) + -

5

-io, f 1 + ь

(10)

■AfAf» al ,

i i

о

0-иГЧг(«, о0, Ф) + -

? + (1-е)"

+ ---, !Ъ + (j-e)"1-)- 1 - о]лд + ~'(?-е;лл](!г> - ¡у0)) +

f + (1- arslA J 4 J j

ff,p 5 + 2(7-t!)_1 Г i + Ь

+ t^T IT

7-t!)"1 Г i + Ь r

__ j __L ^ + (11J

i) 3

+ a).i[(g + i - o]u-+ - =0.

де L - 1нт8гральниа оператор пенного виду, О s u s i - параиэ'гр пошкодаувавом!.

Метод I алгоритм розрахунку, якпй наводалгй ницэ, залипаота-ся оправедлЕБш i у даному взшадку.

Мленяя для оболошет з ?1ею п геомэгр1св при Сй- 0,1 .для параметра осьозого навантакзння о = о,б i шутр1шнього таи^ = 0,54- приведено на рис.б.. Тут суЩдьн! л±в11 характергзутаь про-цео вишшання при лоззучост! без урахувакня поакодауваноот! цато-р1алу оболонки, а шграхоз1 - з ураздваяням щи однах i тех-

Щ

показниках у в1дцов1дни2 законах. Критична величина попкодау-ваноот!. яка н1дасг!дае исменту взпгагшия» у даному наладку скла-дае 0,15. ■•'..'

При розрахунках доол1даувалась acisniotb катода залоано в!д

о

кроку за чессм ÎÇ. При 5Ç = 0,01 í ££ = 0,001 з1япов!дн1 значения параметра - критичного часу р!зшш1сь менш н!в на .

Четверга. глаза прнсвячена досл!да:енпзо вЕпкаазня в уковах псЕзучост! п!дкр!пленнх: оболозок. Оболенкэ приводиться до екв!ва-лектзо£ конструктивно орготропно!, при цьому окремо урзховушъся деЗораац12 ясвзу-осг! в ойеявид i у перехресному набор! п!дкр!1г-ленъ. РсБгллзуто два взр!антп розз'язву задач!, коли ы!ж ssnpy-гешга i дефориацХямя прсймовться сгг!вв1дн020ння тэор!1 зи!ц-зешя або у дефзрмацй&ЗЛ форм! або у фора! теорЗ.1 точИ.

Для розглянутнх двох Екпадк1з одержан! система 1нтегродпфе-Гйщ!&шх р!внянь у перем1дешях, як! ошюувть велзлййне дефорлування конструктивно ортотрапкзх оболснок в уиозах повзучо-ст! у взгляд!

Zâ(îi, у, », Vo) = 0 (i = 1, 2, 3), (12)

дб I - !нтегргд^ферээд12л1 оператора.

Система'рЛвкша» (12) ' л1нваргзуеться за ■ дсзхсыогею метода про-ДОВГ.ЭЕКЯ за "ссс-.! прз етепАЕНих законах повзучост!. Э дэрют двох л±ее£ргзсзззях р!внязь р1шсвагз пря задгнЛЗ фсрА початаового згрсгиву Епзначветьоя влд ôymajifî пр^сзонь порегЯчеяь Su i а сстышо - Ютегруетьоя методом ЕуСнова-ГальоркЗяа.

. - Яя щрпкад розгдянута*а1дьпо обперга ; вгфэльна ' цял1ндротва обовозка э &ягл1н1евого сплаву A'-'rSM i ,в1даоешш , гвснстрачпэа зарсмэтршп I/fí - 3, R/{Sh) « 20Э, ZiySj = h/S^ ~ 1.4, hTLi = * VIa ~ 0,03 Щ-Д Г = 5S3S (iXj, hg i îj» 5a - ¿1дсов1дно вясота i етргяа crpSHTspis i ппазгсут!в; î} i - крон розотенезка

крЛплюшчих влэыент1в), яка наваятакена поот1йЕШм«зусшшм уздовд TBipaoS i знаходпться в уыовах повзучост1.

Початковий прогин «болонка при цьоиу задаетьоя у взад!

= AoSint^Kx/I) aln{msy/R) + f^slrf^t/L) 3tns(v¡sy/R) .

Тут и - число п±вхв2ль уздовs тз1рво1„ я - ■ число лобни5 • 2

хвплъ уэдовг: окрукност!, як! вххзначшться is уьгави, цо ícteshí значения n£ i ma в1даоа1дп£и» »йжЫапыгШ величин1 £ , тобто фар-ка втрвтп ctIííkoctí визначаеться за и1н1малыщн часом, еке£ нг-обхЗдний для настання моалшост! вишнанвя.

Характер розрахунк!в f - цра початковому проген1

С0 = 0,1 для pisuax nspaueipiB ооьового напругення о = р'/ре показано на рис. 7 (крлза 1 в1дпов1дае о - 0,8, 2 - о = 0,6» 3 -с - 0,45, рв - критичне налрухсенпя для лругньо! н1дкр1плево1 ца-■зйвдрично! оболонки). Суд1льн1 л1н12 в1дпов1даэть розрахункем, як1 Оазуютьсл на р1вняннях шшшакня щп повзучоег! пЛдкр1хиеаЕх оОолонок, одеркаяш: по теорИ амЗдяекия у форм! течИ, а штрихов1 - по reopil змЗдаення у дефорыацЛ£е1а форгг!.

Як видно з гр£ф1к1в, у другому наладку, як i для гладких оболонок, 1снус кйщевэ значения часу , при жому швадЛсть зроотання лропшу стае ск1ль завгодзо великой, гобто tíf/tíf —> о.

У nepcioyy вкладку пох1дна в1д функц11 С и!де не обертаеться у Евск1вечн1с1ь, але, як показали розрахушш, протеки оболонка не Початку швгдко зростазжь, a noilw поступово зиеньшуються, тобто icsye IÍ8EHS еначення ври яксму вшздкЮть эростання досягее макешлука (<f3C/d?2 = 0).

Upa розрахунках nljSKpliureffint оболонок по дефорыаай&1Я

ггеорИ вгявлено ефект неск!нченного зростання прогин!в за кЛнце-вий час. Разом з там, при використанн! теорИ течИ для розрахун-к1в п1дкр111лвв2х оболонок подЮвкй результат не виявлено.

Як 1 при розрахунках гладких оболонок одеркана' добра зб!к-н1сть метода продовхешя за часом.

У н1й ке глав1 приведено порЛвняння теоретичних розрахунк1в з результатами ежспериывнт!в по вишнанню гладких ! п1дхр±ш1ених цил1ндричнтг обол опок при повзучост!.

На рис.8 приведен! дан1 випробувань гладких щыйндричних оболонок з! сплаву Д16Т при комб!нованому навантакенн! в умовах повзучост!. Штрихов! л1к11 в1дпов1дають результату теоретичного розрахунку Л.М. Курдана, а суц1льн! - по запропонован!й методкд^ для одних 1 ткх се значень аышйтуд початкових недосконалосгеИ.

На рис.9 приведен! дан! випробувань в умовах короткочасноЗ повзучост! вафельшх цил1щричнш: оболонок з! сплаву А13гбМ щк кшб!новансшу навантакенн! осьовою сткскушо» силою ! внутр!ш11 тискш. Тут здив! 1 - розрахунок, який проведено з використання! сп1вв!дношвкь теор!1 течИ, крав! 2 -теорИ деформац!й. Суц!льн крив! в1дпов1дають X = 573К ! д'= 0,35-0,4, штрихов! Т = 523К д'= 0,21-0,3, де д' - безрозм!рний параметр внутр!жнього тгоху Тема! точки - результата випробувань вафельЕПх оболонок при Г = 573К, св1тл! - пра 1 = 523К.

На основ! 1£их даних моена зробити шсновок, що результата як! одерсан! з викарастанняы теорИ зм!цнення у форы! теч!1, крг еэ погодйувться з експериментш, н1е результата, одераан! * основ! теорИ змЮТеная у деформец!Сн!й форм!. Останн! дем аап^иеЕ! зкачешл критичного часу.

ОСНОЗН1 РЕЗУЛЬТАТ!! I ЕИСНОВКИ

1. Занропонована модель довгочасно1 н1цноот1 кшструкц±8вих атер!ал1в, яка базуеться на пояяттях теор!Э над!йноог1, пошко-зуваност! та зм!цяення 1 адекватно опксуе процео дефорыування рз повзучост!.

2. Теоретично сбгрунтовано в!домий експераыенталышй факт б1лыаевня коеф!ц1ента вар1ац!1 довгочасло! м1цност! при змень-:еш1 напрутгэння для випадка крихкого руйнування.

3. Зяайдево д!апазон наггругень, а яксму урахувення зи1цнення ;атер1алу у процес1 совзучост! праггткчно не позначаеться на коа-Ь1ц1ент1 вар1ац!1 середнього часу до руйвузання.

4. Показано, що час в'язкого руЗнування пра навантагенз!» "П'.з колязасться навколо деякого середнього значения, не С1лыз ча-зу в'язкого руйнування у взпадку пост1йяого навантааэння, яко до-р1внжс цьоиу сарвдньсму значению.

5. На основ1 залропововано! ыодел! довгочасно! ы!цност1 1 пр;пщшу р!вних 1мов1рностей розроблена методика прязначення режм1в присхореннх вкпробувань конструкц!й для п1дтвердзення задано! довгов1чност1 у проц8с1 експлуатацИ.

6. Розроблена методика розв'язанпя задач нел1н1ЙЕого дефор-мування 1 вягошаявя яра повзучост1 недосконалпх гладках 1 п1д-кр1ллениг цилЗлдрнчнкх оболонок, яка ураховуе ижггев! ¡хяастлчя! дефориацИ, 1стор1п навантаиення 1:пошкодауван1сть матер!алу.

0деризн1 система нел1л1йних 1нтегродаференц1йних р1внянь. Рсзглялуто два зар!антэ рсзз'язку задачи, коли'м1в напрузеннями I ле-?срмаи1я7х:1 ггргсЯмяоться сп1вв1д;юЕешя тэорЦ зм!цнення у дефор-

мац!йн1й фор:,:! 1 у форм! теср!5: тьчИ,

Для розз'язання екетем р!внянь ВЕЛЕнання в уистх повзучос гладких 1 п1дкр!ш;ених вдлЛвдргчнщ. об&лснок прг коиб!ЕОЕавс! нававтакеяя! запрйпоновано викорисговуватд метод продовггакня : часоа, якай дозволяв значно зыэнышгв трудсм!ск!сть розрахуш:!в

7= Всгтановяено, що урахувавня ьгаттевих пластичких дефориац: яхаоно Еы1нюг взаемовгишв навантажень (осьова сгаскуюча сила знутр1ш1й тиск): 1з эб!льшенням параметра внутр!шл>уго тяску щ пост!йн1й осьов!й сзл! критичний час зкеньпуеться.

8. Показано а до складний характер навантаг:ення у пластичк] облает! дефорлувення дозволяе эсЯльшити значения параметра крг тичного часу, пор1внюачи з простим, до 1Ъ%.

9. Для и1дкр1шенпх оболонох, розрахованих по теорИ 31Ш нення у деформац1йн1й форы! виязлено ефект неск1нченого зростан! цролш1в за к1пцевгй час, цо но шо гЛсця'при шкор^ствкн! геор! вгйцнення у фарЛ яачИ.

Значекзя крнтачяоХ де#ор^а«11, як! одерзан! в вякоргетанк* чсорИ зи1цненя у фор!! чечИ !стотво вице н!к в!дпов!да значешя, одереган! за допомого» сп!вв!даозень теорИ зм!цаешя де^рлацпш!й фора!.

10. Показано, що одержан! гворэпгчы! розрахушм задов!льв погодкуються з результата:^: кипробувань на довгочасну и!да!ст зразк!в з короз!есг1£ко! стал! 12Х1ЭН10Т як по часу руйнування так 1 по його середньсыу квадратичному п1дгклешш.

11. Проведоло пор!вняння теорэтичних розрахунк!в з експера центельшаи досл!д£ешшл1 вихкнаная гладки 1 ввфалыш. цйл1нд рзчшх оболовок з умовах повзучост! прс; ксмб!нованому вавштаген

.. Показано, що результат!!, одархан! з викорястанням теорИ зм1-¡ення у форм! твчИ, приводить до крзщого погодкэння з експера-знтси. Результата, як1 одерхан± но теорИ зм1ццення у деформа-12я1Д ф?р?Л, давть закгаен! значения критичного часу.

12. Розройлен! алгоритм! i программ роэрахуннЛв вкзначенвя асу "до руйнувакня при повзучост1 i його сероднъокввдрагичного 1дхилення , а такса критичного часу вшсшання гладких i я1дкр1-яекях цил1вдрячжп осолоноя з увозах поэзупос?! для ЕОЫ SECM-6 i С ХТ/AT.

Основная зы1ст i результата дяеертэцИ спубл1ксзаз1 у двох юкограф1й2 i 29 стаття» i тезаз дспоз1дей у Есэсскзнпх i респуб-11каксысгс яурпплах, зб1рнпиэх, а такой матэр1алах М1кнароднях, Зсэссгсзшк I рэеяубл1хзяскаг з'1зд1в, конфэрвпцШ, сишоз1ум1в:

а) асиогрефИ:

1. Гудрамовяч B.C., Герасимов В.П., Коновзланков B.C., Пошизалоз . В.П. Предедкшэ состояния оболочек при сложной нагрузешга и

ползучоота материала. - Киев: Наук, дака, 1984.- 256с.

2. Пситтзалоз В.П. Длительная прочность и долговечность элементов конструкций. - Киев: Наук. дасга, 1992.- 120с.

б) статт! i тэги дошзв1деЯ:

1. Гудрзмович B.C., Попизалоз В.П. К кссладоваииа выпучивания оболочек в условиях ползучести //Докл. АН СССР.- 1979.- Т.245, И 6.- С. 1329-1332.

2. Попивзлоз В.П. О выпучивании цилиндрических оболочек прл комбинированном яагрузещсг в условиях ползучест //Прочность к нздрякость слита« систем. - lines: Наук, дуюеа.» 1979.-

С. 89-953. ГуЕрЕМОЕзет B.C., Коновзденкав B.C., Псшиввлов В.П. Крзтичоакио состояния цшшцдгачэсхих оболочек при пластических деформациях ж деформациях ползуче ста с учетом истории нагружешм //Нели-неЕная теория оболочек и пластал: Тез. доги!-- Казань: кгу, 1930.-е. 62-63.

4. Гудраыоззч B.C., Пошивалов В.П. Об устойчивости цилиндрических оболочек в условиях ползучести /а?эхан2ка дефэршфуешх сред.-Куйбкнев: КГУ, 1981.-С."" 56-60..

5. Гудр2^ов2Ч B.C., Пошизалов В.П. Применение ызтода" последовательных пагрухшЕай в зсдад&х вшучивания оболочек а условиях

ползучэети //Нэупругое поведение пластин и оболочек.-

Саратоз: СГУ, 1981.- С. 51-53-

< ■

6. ГудраыоБлч B.C., Козойаленков B.C., Пояавшгов В.П. Исследование крзтическгх состояний тонкоотенша елвкентоз конструкций с учетов Есторсш сложного нагруязния прз пластическом деформирования и в условиях ползучести //V Всесоаз. съезд по теорет. я прикл. механика, Алма-Ата, 1981 .-Алма-Ата: Наука, 1981.-С;128.

7. Попшвалов В.П. Об устойчивости кояструктивно-ортотропных оболочек в условиях ползучеета //Прочность в вадекаость технических устройств. Киев: Наук, думка, 1931.- С. 46-53.

8. Псшвалов В.П. Выпучивание ортотропвнЕ цаващетесках оболочек в условиях ползучести //Всесоюз, сзшпозиуц по устойч. в иехан. тЕерд. дефзрм. тела: Гез. докл.- Калинин, 1981.- С. 61-62.

9. Гудрацович b.c., Пошивалоз В.П. Выпучивание гладких в конст-руктивно-ортотропных оболочек в условиях ползучести //Всзсога.

симпозиум "Ползучесть в конструкция!": Тез. докл.- Днепропетровск: ДГУ, 1982. - С. 133-134.

10. Гудрвмович B.C., Пошивалоз В.П. Выпучивание оболочек в условиях ползучести //'Прочность к надежность элементов конструкций. - Киев: Наук, думка, 1982.- С. 49-58.

11. Гудрамович B.C., Локивалов В.П. Методические рекомендации. Расчеты и испытания не прочность. Метод и программа расчета на SBM устойчивости гладких и подкрепленных ц&пшдряческих оболочек'при ползучести с учетом истории нагрукения. I редакция,- Днепропетровск: КСТ1 АН УССР, 1984.- 30с.

12. Попивалов В.П. К постановке задачи о выпучивании подкреплэн-ой оболочки при ползучести по тесрия упрочнения в форме течения //Гидроаэромеханика и теория упругости. - 1984.- Вт. 32. - С. 106-112.

13. Попивалов B.II. Выпучивание подкрепленных цилиндрических оболочек при ползучести по теории течения с упрочнением //II Всесовзн. ковф. "Ползучесть в конструкциях": Тез. докл,-Новссибирск, 1934.- С. 106-107.

14. Пошиалов В.П. Выпучивание•подкрепленных цилиндрических обо. лочек при ползучести //II Всессгзн. симпозиум "Устойчивость в

механике деформ. тверд, тела": Тез. докл.- Калинин, 1936.— С. 153-153.

15. Попивалов В.П. Выпучивание подкрепленных цилиндрических оболочек при ползучести по теории упрочнения //Изв. АН СССР. Нэ-ханика твердого тела.- 1937.- К 1.- С. 153-159.

16. Пошивалов В.П. Выпучивание цилиндрической оболочки прз ползучести с учетом повреждаемости материала //Тр. XXY Веесоззз.

конф., по теории пластин и оболочек.- Кутаиси, 1987.- Тбилиет ТГУ, 1987. -1.2.-С. 345-350.

17. Пошивалов В.П. Определение времени разрушения при ползучее; //Нагрукенность и надежность механических систем. Киев: Hayi думка, 1987.- С. 173-175. ' " .

18. Пошивалов В.П. Выпучивание цилиндрической оболочки в уеловш ползучести с учетом поврездаемости материала //Актувльш проблемы механики оболочек: Тез. докл.- Казань: КИСИ, 1988. С. 171.

19. Пошивалов В.П. Прогнозирование долговечности конструкций условиях ползучести //Проблемы оптимизации и надекносги строительной механике. Анног. докл.- Вильнюс: ВИСИ, 1988. С. 166.

20. Пошивалов В.П. Прогнозирование долговечности материале дви гателя щл ползучести //IXII Всесоюзн. научн. совещание п

проблемам прочности двигателей. Косква. Тез. докл. - 1983 У.* ЦКАУ.- С. 157-158.

21. Пошивалов В.П. Прогнозирование долговечности конструкций : условиях ползучести //Расчет и управление надежностью больша механических систем: йформ. материалы VII Всесоюз. школ Свердловск: УрО АН СССР. 1988,- С. 13522. Пошивалов В.П. Прогнозирование времени до разрушения в уело

киях ползучести //Гидроаэромеханика и теория упругости. Статические и динамические задачи теории упругости и гидроаэромеханики. Днепропетровск: ДГУ, 1938.- С. 112-116.

23. Пошивалов В.П. Определение времени до разрушения в условия; ползучести //изв. вузов. Машиностроение.- 1989.- К 11.

С. 19-23.

24. Поцивалов В.П. Вероятностная модель хрупкого разрушения в условиях ползучести //Проектирование сложных технических систем. Киев: Наук, думка, 1989-- С. 41-47.

25- Пошвалов В.П. Об одной вероятностной модели длительной прочности .//Сибирская влола по современным проблемам механики деформ. тверд, тела: Тез- докл.- Якутск: ЯЩ СО АН СССР, 1990. - С. 142.

26. Попивалов В-П. Прогнозирование длительной прочности конструкционных материалов методом ускоренных испытаний //Расчет и . управление надежность» больших механических систем: Ивформ. материалы VIII. Всесоюз. сколи. Свердловск: УрО АН СССР, 1990.- С. 131. .

2?.. Пошивалов В.П.' Прогнозирование длительной прочности конструкционна материалов методом ускоренных псштанкй //Надея-. ность технических систем.- Киев: Наук, думка, 1991.- С. 23-31.

28. Погзвалов В.П. Об одном возможном подходе к прогнозированию длительной прочности конструкционных материалов //Расчет и управление надегшостьи большх механических систем. йнформ. материалы IX ИеэдунБрод. школи. Екатеринбург: Наука УрО. 1992.- С. 77-78.

29. Poshivalov V.P. On one poanible approach to estimating ¿rae-ture tine uiider creep conditions //Fraoture nechanios; Successes and problems. V.2 Lviv. 1993.'-P. 3 bb.