Термоупругое состояние цилиндрической оболочки, взаимодействующей с твердым телом при неидеальном контакте тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ МЕХАНИКИ

На правах рукописи

БОРОДЕЖО Юрий Николаевич

УДК 339.3

ТЕРНОУПРУГОЕ СОСТОЯНИЕ ЦНШ/РИЧЕСШ ОбОЛОЧКИ, ВЗШОДЕИСГВУВДЕИ С ТВЕРДЫЙ ТЕЛОМ ПРИ НЕИДЕАЛЫЮМ КОНТАКТЕ.

С01.02.04 - механика деформируемого твердого тела)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Киев - 1992

Работа'выполнена : Институт механики АН Украины.

Харьковский автомобильно-дорожныЯ институ

Научные руководители : - академик АН Украины А. Н. ГУЗЬ

- кандидат технических наук В. В. ЗОЗУЛЯ

Официальные опяоненты : - доктор технических наук»

профессор С. Ю. БАБИЧ - кандидат физико-математических наук, доцент А. П. МУКОЕД

Ведущая организация - Харьковский политехнический институт

Защита состоится " О^уд^Я 1992 г. в ЛО часов на заседании специализированного совета К 016.49.01 Института механики АН Украины С252057, Киев 57, ул.Нестерова, Э).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института механики АН Украины.

Автореферат разослан " ■Л^У^ао, 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук

ЧЬу^ в'м- НАЗАРЕНКО

л

¡й. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертационная работа посвящена постановке и решению задачи о взаимодействии цилиндрической оболочки с твердым телом в температурном поле при неидеальном контакте.

Актуальность темы, Цилиндрическая оболочка один из наиболее распространенных элементов технических конструкций. Примером обо-лочечных конструкций, рабстажайх в условиях высоких градиентов температур могут служить: оболочки ТЗЭЛов атомных реакторов, корпуса ракет и реактивных двигателей, балоны и элементы злектро-ва-куумных приборов и.т.п. Вопросы прочности таких конструкции рас-рассмотрены в работах Баранова В.Л., Гольденблата И. И., Балабуха Л. К. , Колесникова К. С., Гузя А. Н., Черньшенко И. С. , Кокарева Л. С., Харитоноаа В.В.. Лихачева Ю. Н, Пупко 3-Я. и др.

Контактное взаимодействие один из наиболе распространенных видов передачи нагрузки в механике деформируемого твердого тела. Контактные задачи теории упругости в классической постановке рассмотрены в-монографиях Галина Л. А. и Штайермана И. Я.. Более сложные Снеклассические) контактные задачи рассмотрены Александровым В. М. , Воровичем И. И. Гузем А. Н., Бабичем С. Ю., Рзачезш В. Л., Проценко В. С. и др. Контактные задачи для цилиндрических оболочек наиболее полно представлены в работах Григолюка Э.Ч., Толкачева В.М. , Пелеха Б. Л. Сухорольского М. А., Моссаковского В. К., Гудрамо-вича В. С. , Львова Г. И. и др.

В работах .Подстригача Я. С., Коляно Ю. Н. рассмотрена термоупругая задача о ¡контакте оболочки с твердым телом через теплопроводный слой, при этом считалось, что толщина'слоя придеформировании оболочки остается неизменной и условия теплообмена между кон-тактируемыми телами не изменяются.. В р^де случаев в конструкциях, работающих в условиях температурного нагрухения и. стесненных деформаций, возникает необходимость учитывать изменение условий теплообмена между контактируемши телами при их деформировании. Автору неизвестны работы, в которых термоупругие контактные задачи для оболочек, решались бы в такой постановке.

В настоящей работе предпринята попытка приближенно учесть связь температурных и механических полей в оболочке, деформирующейся при стационарном термомеханическом нагружении.

ч.

Учитывая это, тему диссертационной работы, посвященную решению термоупругой контактной задачи для цилиндрической оболочки с учетом изменения условий теплового контакта, следует считать актуальной.

Цель работы состоит в исследовании термонапряженного состояния цилиндрической оболочки, взаимодействующей с твердым телом, с учетом изменяющихся условий теплового контакта, вклячая :

1. Постановку задачи в виде системы дифференциальных уравнений теории термоупругости с ограничениями в виде неравенств.

2. Разработку методики решения поставленной задачи.

3. Численное решение некоторых контактных задач термоупругости с односторонними ограничениями.

4. Исследование термомеханических эффектов, возникающих при термоупругом стесненном деформировании оболочки.

Научная новизна работа заключается в решении контактной задачи для оболочки с учетом изменения условий теплового контакта при стационарном термомеханическом нагруженш. В частности новыми в работе являются :

1. Математическая постановка задачи о термоупругом контакте цилиндрической оболочки с твердым телом с учетом изменения условий теплообмена в процессе деформирования оболочки.

2. Методика решения поставленной задачи, заключающаяся в сведении задачи к системе нелинейных интегральных уравнений типа Гам-мерштейна с ограничениями в виде неравенств и решения этой системы численным методом.

3. Алгоритм решения контактной термоупругой задачи с односторонними ограничениями и учетом изменяющихся условий теплового контакта.

4. Численные результаты решения поставленной задачи и результаты исследования влияния параметров системы на терыонапряхенное состояние оболочки к условия теплового контакта.

Достоверность выбранной расчетной схемы, метода исследования и полученных результатов обеспечивается использованием обоснованных методов решения, разработкой надежных алгоритмов численной реализации, теоретическим доказательством их сходимости, проведением численных эксперементов, сравнением численных результатов с данными аналитического решения тестовых примеров простейших задач о

температурном, механическом и контактной нагружении оболочки. Для задачи в новой постановке о термомеханическом неидеальном контакте, результаты качественно согласуются с основными законами механики оболочки.

Практическая значимость результатов диссертационной работы. Разработана методика и алгоритм решения на ЭВМ 'задачи о неидеальном термоупругом контакте цилиндрической оболочки с учетом изменения ,условий теплового контакта ее с твердым телом. Исследовано влияние параметров и граничных условий термомеханической системы оболочка-теплопроводный зазор на НДС ободочки и условия теплового контакта ее с поверхность» преграды.

Установлено, что при расчетах тонких оболочек, испытывающих стесненные температурные деформации, необходимо учитывать взаимное влияние температурных и механических полей. В особенности это ваяно при локальных температурных нагружениях и для оболочек с закрепленной границей.

Разработанная методика может быть использована при расчетах на прочность и термическую стойкость тонкостенных оболочных конЬт-эукций" типа ТВЭД. При этом основанием для расчетов является упро-ценные модели плоской термоупругой задачи, что значительно снила-9Т громоздкость вычислений.

На основании проведенных исследований разработаны рекоменда-иш по оптимизации параметров рассматриваемой термомеханической ¡истеда.

Апробация.работы. Основные результаты диссертационной работы складывались и обсуждались на: научной конференции преподавателей 'АШ (кафедра строительной механики г.Харьков 1989); XVI-ой научной онференции молодых ученых Института механики АН Украины Сг. Киев 991). В законченом виде диссертационная работа обсуждалась на свинаре отдела динамики и устойчивости сплошных сред Института ме-аники АН Украина Сруков. академик АН Украины Гуэь А.Н.).

Публикации. Основные результаты диссертации отражены в рабо-ах [1-53.

Обьем роботы. Диссертационная работа состоит из введения, че-фех глав, заключения и списка литературы.

Автор выражает благодарность своим научным руководителям: садемику АН Украины Александру Николаевичу Гузо и к.т.н.

Владимиру Васильевичу Зозуле за постоянное внимание к работе и ценные советы в коде ее выполнения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дан краткий обзор по теме диссертации. Определен; цель работы, отмечены: актуальность, новизна и практическая значимость работы. Кратко изложена общая методика исследования и содержание работы по главам.

В первой главе выполнена постановка задачи и приведены исход' ные уразнения теплопроводности и термоупругости для тонкой цилинд рической оболочек. Получены уравнения теплопроводности для слоя переменкой толщины. Составлена замкнутая система уравнений для ре шения задачи теплопроводности двухслойной оболочки Соболочка-теплопроводный зазор).

Рассмотрена тонкая оболочка со срединкрй поверхность» А , пс метенная в полость твердого тела с зазором Ь Срис.1). В общем сл} чае начальный зазор--неравномерный и соизмерим с упругими прашбг М оболочки. Между оболочкой и поверхностью твердого тела у закл! чена теплопроводная среда (слой переменной толщины), не'оказывающая сопротивления перемещениям оболочки. На поверхностях Я", у и торцах оболочки Г1!',Прзаданы теплогые и механические граничные ус ловил.

Под действием внешней нагрузки р и температурного поля оболочки изгибается в направлении поверхности V и может вступить с ней в механический контакт. При этом образуется заранее неизвест ная область контакта - Па= П'л у , в которой возникают силы контактного взаимодействия д. В области образовавшегося контакта пр исходит контактный теплообмен меаду поверхностью оболочки и твер дым телом. Предпологается, что температурные поля в оболочке и 5 зоре стационарны, а оболочка деформируется статически. Иэыоненш зазора Ьо может происходить за счет деформаций оболочки и повер: ности твердого тела V Снапример разбухания ядерного топлива ТВЭ, При этом изменяются условия теплообмена меаду оболочкой и тверд телом. Предпологается такхе, что в случав механического контакт оболочки с твердым телом, изменение условий теплообмена происхо и за счет изменения границ пятна контакта в области которого ос

а

Со

Г'

I

Я-

а. &

цествляется контактный теплообмен. Это вызывает необходимость учитывать взаимное влияние механических и температурных полей при расчетах оболочки.

Для решения поставленной задачи используются уравнения термоупругой оболочки, полученные на основании гипотез Кирхгофа-Лива и предположении о линейном распределении температуры по толщине оболочки. Уравнения теплопроводности цилиндрической оболочки приведены ¡с двумерному виду методом разложения температуры и ее производной то толцинз в ряды по полиномам Лежандра. Для осесимметричной цилиндрической оболочки эти уравнения имеют вид

с!2Т

ах1 <1*Т

1

с1ха

+ ^-оп- р0о=0

С15

+ гЧ=0

где 0+и 0"-значения производной температуры по г на поверхностях эболочки; ,Ск=0,1) -коэффициенты разложения в ряды по полиномам 1ежандра этой производной.

Используя известные соотношения между коэффициентами и температурой, уравнения теплопроводности первого приближения сос-гавлены для условий теплообмена 1,11 и Ш-го рода на лицевых по-»ерхностях оболочки. Уравнения теплопроводности для слоя перемен-гой толщины (теплопроводный зазор) получены на основании С1) с ис-

пользованием методики Бекуа, учитывающей неравномерность засора.

Во второй главе получены уравнения теплопроводности для»различных вариантов условий теплообмена на граничных поверхностях системы оболочка-теплопроводный зазор. Получены уравнения теплопроводности оболочки различного приближения при различной апрокси-мации температурного состояния оболочки и зазора и дана качественная оценка эффективности использования полученных уравнений С 1,33. Выполнена математическая формулировка поставленной термоупругой контактной задачи.

Решение задачи теплопроводности для системы оболочка-теплопро' водный зазор сведено к определению температуры Тк на контактной поверхности оболочки П\ Принимая первое приближение Судерживая в разложениях для температуры по два, а для ее производной по три члена ряда) для уравнений теплопроводности оболочки и зазора Ск-примеру для условий теплообмена 1-го рода на поверхностях й~ и у/ 5 получено выражение для Тк

Тк = [с СЗГ+6Т -ЮТ )+сСЗТ"+5Т*+10Т*)]С9(с +сЭ]"'

!• о 1 С I *

где г-Ь/Х, с^Ь^А^ -величины обратные теплопроводностдгл оболочки и зазора, Ь. - функция определяющая величину зазора, Т*,Т*-ш$-тегральные характеристики температуры в зазоре.

Во многих технических задачах практический интерес представляет определение ЯДС и распределения температуры в оболочке, а распределение температуры в зазоре имеет второстепенное значение. В таких случаях ыохно ограничиться в разложении для Т* и двумя членами ряда. Тогда выражение для Тк упростится

Iх- = 1с СЗТ++ВТ -ЮТ Э+сТ"Н9(с +С)"1"' (3)

в О 1 *

Такая апроксимация температурного состояния зазора позволяет определять температуру в оболочке и слое независимо друг от друга Ст. к. выражение для Гк теперь не включает температуру зазора Т*), что значительно упрощает решение задачи. Если температуру в зазор« определять не требуется, то соответствующие уравнения теплопроводна сти вообще можно исключить из рассмотрения.

Если считать, что величина зазора изменяется только за счет радиальных перемещений оболочки -V, то функция ^-определяется

просто - Ь^Ь Температура контактной поверхности оболочки, в этом случае, определяется непосредственно через заданные условия теплообмена и прогиб оболочки.

Тк = ШЬ -*ЛЧ2ХКГ:ПХСК ИГ1 (4)

О » о *

Для осесишетрично нагруженной оболочки определяющая система уравнений получена в виде

* с1гТ

^ +4= Т . -Р я кр-д: гР , Р. = л Г +0 —

¿X* г а и I' I О о

йх 00 0 0 2На ^ 0 Ьг

- г3т = , р = Лкт^-т-я- 1&СТК+Т">- % , ах= 1 2Ьг. ^ 1 Ь2

Подставляя в С5) выражения СЗЗ или С4) задача решается с различной степенью приближения. Решать систему (53 необходимо с учетом дополнительных ограничений в &яде неравенств, отражающих условие непроникновения и'контактного теплообмена в области механического контакта.

VI < Ьо => д =0 , ух е

и = Ь Ф д >0 , ух 6 С1 С6Э

О ©

« = Ь ф ТК=Т* , ух е О

о * о

Уравнения термоупрутости и теплопроводности оболочки связаны между собой через Т?- в выражение для которого прогиб оболочки, вызванный температурными деформациями, входит нелинейно. В результате этого задача в геометрически линейной постановке сводится к системе нелинейных дифференциальных уравнений с ограничениями в виде неравенств-

Такая математическая формулировка задачи позволяет приближенно учитывать изменение условий теплообмена между твердым телом и оболочкой, как в зоне свободной от механического контакта, так и за счет изменения области (пятна) контакта в которой происходит контактный теплообмен.

В третьей главе Полученная система дифференциальных уравнений

'.О

сведена к системе нелинейных интегральных уравнений. Разработана методика численного решения интегральных уравнений поставленной задачи.

Используя георему Бетти о взаимности работ для задачи термоупругости оболочки, система дифференциальных уравнений (5) сведена к интегральному виду.

1

«СУ) = Фги)+0]гас?эегс;,х)с1? С7)

0

1

ТкСх) = ф^СхН^С^С^хМ? . к =0,1 С8)

о

Здесь: ф -функции влияния граничных условий 141, Э^.х) -функции Грина С23 соответствующих дифференциальных операторов С5).

Точки в которых ограничения (6) не выполняются принадлежат области плотного механического контакта £)в. В этих точках уравнения (8) преобразуются в интегральные представления для Т^ и Т , а С7) в интегральное уравнение 4рэдгольиа 1-го рода для неизвестного контактного давления. Это уравнение преобразование к интегральному уравнению Фрчдгольыа II-то рода с использованием регуляризуюцего алгоритма М.М. Лаврентьева.

ардСх)4^С?)егС?.х)с1?=Ьо<х)-|саС?,х)Ср<?)/0+Р1С?Э]с«[-фаСхЗ С9>

где Ор- параметр регуляризации.

Получены выражения для напряжений в оболочке в интегральном

виде

от (х)в л Гс130С?,г)т Ге(^,х)Т

* "ах* ах* 1

О о

СЮ)

а/хЭ= ахСх)+ -Е^Т.СЙ- рп^ТСх)]

где 4-коэффициенты, включающие координату г.

Для численного решения задачи интегральные операторы апрокси-шрованы конечномерными суммами по формулам.

?J+d

AkCÇ3G)cCi,x)di= I ^ЦM^CÇ.jc), foc? x)df СИ)

J=l ï.-d

десь: А^-подинтегральная функция CT^.F^); d -половина участка азбиения.

Система нелинейных интегральных уравнений С7),С8) заменяется истемой нелинейных алгебрагических уравнений, а уравнение Фред-эльма II-го рода С9), системой линейных алгебрагических уравнений эшение задачи выполнено итерационным способом.

В табл.1 выполнено количественное сравнение результатов расче-i оболочки при различной апроксимации температурного состояния {стемы. Результаты, приведенные в верхнем уровне строк, получены зи использовании формулы СЗ). Нижние числа отражав? результаты »лученные при использовании формулы С4). Результаты первых итера-1й для обои* вариантов совпадает.

Расчеты выполнены при: r/h=100, Ху\ =4, h =0.25h Сдля

* * о

юленных результатов толщина оболочки -К). Сходимость решения в введенных примерах определялась с погрешностью приближений не те<. 1 % в каждой точке и для каждого параметра. .

В четвертой главе приведены численные результаты решений посаленной задачи для случаев оболочки, взаимодействуодей с наруж-м и внутренним штампом при различных тепловых и механических аничных условиях. Исследовано влияние параметров системы и гра-чных условий на напряженно-деформированное и температурное сос-яние оболочки и условия теплового контакта ее с твердым телом, оанализирована эффективность предлагаемой методики решения зада-для конкретных примеров.

Исследование напряженно деформированного я температурного зтояний оболочки выполнено при неравномерном ее нагружении. Репы контактные задачи, для случая когда в зоне возмущения имеют гго и область механического контакта и область свободная от не-При этом ассмотрено три вида возмущения:

1. обусловленное неравномерным в осевом направлении распределен внешней тепловой и механической нагрузки.'

Таблица.1

X Т Т м д е* \ сГ о : |

1 0 35 25.86 -9.128 0.0932 0 39.68 40.8: 26.26 -8.726 -0.0055 0 50.83 39.6

2 77. Р 35 47.28 12.23 0.2745 0 141.7 97.3 46.78 11.76 0.1765 0 15" 87.1

3 352 35 74.35 39.78 0.5603 0 296 189. 73.28 33.22 0.4723 0 305 .177.

4 218 35 114.1 78.98 0.8505 0 - 512.8 289. 111.5 -76.36 0.8022 0 • 509.8- 282.

5 274 ' 35 154.3 113.3 1.0 0.1818 758.1 357 154.5 • 119.3 .1.0 0.5453 753.2 364

6 315 35 175.4 140.2 1.0 1.491 934.8 423 175.4 140.2 1.0 1.695 932.8 422

7 341 33 188.4 153.1 1.0 1.333 1047 . 463 183.4 153Л 1.0 ' 1.485 1048 4К

8 350 35 192.8 137.5 1.0 1.662 1084 4Т€ 192.8 137.5 1.0 " 1.851 1084 475

2. обусловленное неравномерным начальным зазором, т.е. : чиеы макрокеровностей на поверхности твердого тела.

3. обусловленное наложением дополнительных механических зей. К примеру, заделка торцов оболочки.

На рис.2 представлена диограмма распределения контактног давления д и эквивалентных напряжений сг*, а" на поверхностях конечной оболочки, взаимодействующей с наружной относительно ретой обоймой. Температура на поверхности обоймы распределен? сикусоядальному закону на участке возмущения ¿в, Т*Сх)=Т*Ыл}

i г

3 Vh-sp ¡1 Л

* // í/é'

б-

d

m

то

0,5да

ч / Y

i

Ч. г/h'ioo hl'Gïôh Я'4.i*

Рис, 2

0

M to

m

P¿/c.5

0,5

\ \ \ N Xfh-SO ho*Q5fi

4

PüO.4

w

0.5

2 M 6 Щ

Pue. 5

oM

hs-0,5h / Y 1 \ & \ I s" / j \ Д

> h A / ^ / \ h ь

Л--5Л*

50

Pue. 6

0

Стемпературное возмущение). Для данного примера Т*=300°С, Т"=0°С.

На рис. 3 построены аналогичные зависимости для оболочки жест-ко-защемяенной по торцам при равномерно нагретой поверхности обоймы -Т+=500°С, Т"=0°С Смеханическое возмущение).

Температурные деформации оболочки не всегда, приводят к механическому контакту ее с твердым телом. Примэр.решения такой термоупругой задачи приведен на рис.4. В этом примере на поверхности у заданы условия теплообмена 1-го рода ^Т*=600°С), а на поверхности О*-II-го рода С^=-30*103[Вт/м2К]). Исследовано влияние соотношения тёплопроводностей оболочки и зазора (рис.5) и тонкостенности оболочки Срис.6) на величину максимального относительного прогиба оболоч* и в центре зоны возмущения V. На рисунках 4-5 пунктирными линиями представлены результаты решения задачи без учета изменения условий теплообмена оболочки с твердым телом,. сплошными -с учетом.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

I. Таким образом в диссертационной работе поставлена и решен) контактная термоупругая задача для цилиндрической оболочки, взаимодействующей с твердым телом, с учетом изменения условий теплово го контакта, включая :

1. Постановку термоупругой контактной задачи для цилиндричес' кой оболочки с учетом изменения условий теплообмена ее с поверхностью преграды.

2. Разработку методики решения поставленной задачи.

3. Численное решение некоторых контактных задач термоупругости с односторонними ограничениями.

4; Исследование эффектов, вызванных взаимным влиянием температурных и механических полей и оценку их влияния на напряженно-деформированное и температурное состояние оболочки.

II. Основные результаты работы заключаются в следующем :

1. Дана математическая постановка задачи о термоупругом контакте цилиндрической оболочки с твердым телом с учетом изменеения условий теплообмена в процессе деформирования оболочки.

2. Разработана методика решения поставленной задачи, заключа-

:

цаяся в сведении задачи к системе нелинейных интегральных уравне-зй типа Гаммерштейна с ограничениями в виде неравенств.

3. Получено несколько вариантов построения приближенного ре-эния поставленной задачи в зависимости от апроксимации темпера-урного состояния оболочки и теплопроводного зазора для различных гловий теплообмена системы с внешней средой.

а) Для первого приближения уравнения теплопроводности оболони и слоя переменной толщины, разрешающая система уравнений поз-оляет учитывать изменение условий теплообмена между твердым телом оболочкой при деформировании последней.

. б) Считая распределение теплового потока по толщине зазора жнейным, уравнения теплопроводности оболочки и слоя переменной 'олщины решаются независимо друг от друга. При этом изменение ус-¡овий теплообмена учитывается в уравнениях теплопроводности обо-гочки.

в) При постоянных по толскне потоках и линейном распределении температур, уравнения теплопроводности оболочки значительно улро-¿аются. Но, для условий II-го рода, заданных на поверхности твер-юго тела, в этом случае, учитывать изменение условий теплообмена ¿езду оболочкой и твердым телом не удается.

4. Показано, что в результате учета изменяющихся условий теплового контакта оболочки в'условиях термоупругих стесненных деформаций, задача в линейной постановке сводится к решению системы нелинейных уравнений с ограничениями в виде неравенств.

5. Задача об одностороннем механическом контакте, когда область контакта заранее неизвестна, сведен*, к решению интегрального уравнения Фредгольма 11-го рода с применением регуляризуодего алгоритма М. М. Лаврентьева и решается итерационным способом совместно с уравнениями типа Гаммерштейна, относительно неизвестного контактного давления. В процессе решения определяется,также и область плотного контакта.

6. Решена контактная задача для закрепленной по торцам оболо-чхи с одновременным выполнением условий ограничений на перемещения оболочки в точках закрепления границы Смеханические граничные условия) я условий непроникновения оболочки в твердое тело.

7. Получен дискретный аналог определяющей системы интегральных уравнений в виде системы нелинейных алгебраических уравнений.

Для уравнений Фредгольма 11-го рода составлена СЛАУ. Коэффициент ми при искомых функциях, в этих уравнениях, являются функции Грз на, интегрированные в явном виде на участках разбиения.

8. Разрабатак алгоритм решения контактной термоупругой задг с односторонними.ограничениями и учетом изменяющихся условий тег лового контакта итерационным способом.

9. Получены численные результаты решения поставленной задач и выполнено исследование влияния параметров системы да герюнадр ценное состояние оболочки и условия теплового контакта.

III. На основании полученных численных результатов, можно .сформулировать некоторые выводы и рекомендации поккладного харак тера.

1. Показано, что результаты решения задачи с учетом изменен, условий теплообмена между оболочкой и твердым телом, в некоторых случаях, существенно отличаются от результатов решения задачи бе: учета этих эффектов. Особые отличия наблюдаются, при :

а) неравномерном или локальном распределнии температурной нагрузки по длине;

б) наличии макронеровностей на поверхности твердого тела Снг чальнр-переменный зазор)

в) наличии механических связей, ведущих к возникновение в оболочке напряжений при ее равномерном нагреве.

2. Установлено, что при решении задачи об одностороннем меха ническом контакте изменение условий теплообмена оболочки с тверды телом происходит, как за счет изменения границ пятна контакта, в области которого происходит контактный теплообмен, так и за счет изменения величины теплопроводного зазора, в области свободной от механического контакта. В отдельных случаях неучет влияния услови теплового контакта приводит к качественным отличиям Собласть контакта не образуется).

3. Показано, что изменение условий теплового контакта опреде' ляется не только внешней нагрузкой, но и параметрами, характеризу1 щими геометрию системы и ее теплопроводность.

4. На основании проведенных исследований можно сделать некоторые практические рекомендации.

а) Если температурная деформация оболочки -явление негативное Скак в большинстве случаев для несущих конструкций), то необходимс

I выборе материала оболочки стремиться к увеличению ее теплопро-даости по отношению к зазору.

б) Если дефорйщрование оболочки является положительным эбфек-( (к примеру для термочувствительных элементов), то это соотно-' ше должно быть обратным и стремиться к единице,

в) В случае, когда выдвигается одновременно два требования -[имальные деформации при максимальной теплопрозодкостя зазора

1К для ТВЭЯов), выбирается компромиссное решение. Снигение уров-деформаций оболочки при этом, добивавгся путем зарирования дру-: параметров системы и внешней нагрузки.

,Основное содержание диссертации излохено в следующих работах: Зозуля В.В. , Бороденко Ю. Н., Связанная задача о контакте цилиндрической оболочки с твердым телом в температурном поле при различных условиях теплообмена с внешней средой. Харьков, 1987. -27с. -Деп. в УКРНШТИ, 23.02.88, N531. -Ук83. Зозуля В. В., Бороденко Ю. Н. Исследование термоупругого -состояния цилиндрической оболочки, взаимодейстзуэдэй с твердым телом через теплопроводный слой. //Изв. вузов Маииностроение. -1390. -К8. -С. 47-32.

Бороденко Ю.Н. Исследование термоупругого состояния цилиндрической оболочки, взаимодействующей с твердым телом через теплопроводный слой, при различных условиях теплообмена с внешней средой. 'Харьков 1990. -23с. -Деп. в УКРНЮТИ, 13.12.90, N2036--Ук90.

Зозуля В. В. , Бороденко ¡0. Н. Термоупругий контакт жестко-зацем-ленной цилиндрической оболочки с обоймой через теплопроводный слой. //Докл. АН УССР. 1991.- -Н7. -С. 47-53. Бороденко ¡0. Н. О контакте цилиндрической оболочки с твердым телом через теплопроводный слой. //Тр. XVI-й научн. хонф. молодых ученых Ин-та мех. АН УССР, Кийлов, 21-24 мая, 1991. 4.2. -Киев, 1991., -С. 225-231 -Деп. в ВИНИТИ 12.11.91, К4260-В91.