Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,674

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО – ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ОБОЛОЧЕЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА

Белов А.В., Поливанов А.А., Попов А.Г.

Важнейшей задачей развития энергетического и нефтехимического Машиностроения, а также авиационной техники является создание конструкций нового поколения, позволяющих реализацию жестких технологических режимов эксплуатации (повышенные температура, давление, скорость, агрессивность окружающей среды и т.д.) и  обеспечивающих высокую надежность и заданный ресурс. Для проектирования таких конструкций необходима разработка расчетных комплексов, позволяющих проводить исследование и моделирование их поведения, с учетом воздействия нестационарных температурных, силовых полей и деградации их физико - механических свойств. Указанные комплексы, включающие целый ряд основополагающих подсистем, должны базироваться на математических моделях, описывающих процессы эволюции напряженно - деформированного состояния конструкций, при условиях нагружения, близких к реальным условиям их эксплуатации.

В этой связи актуальной становится разработка системного подхода к построению таких комплексов, как с методологической точки зрения, так и с позиции построения единой функциональной структуры взаимосвязанных моделей, позволяющих поэтапно решать сложные задачи, переходя от простой их постановки к более сложной.

Авторами на основе системного подхода проводятся комплексные исследования,  предназначенные для решения целого ряда важных технических задач, таких, как:

  • расчет и оценка несущей способности неоднородных многослойных оболочечных конструкций, применяемых в энергетическом и химическом машиностроении, работающих в условиях сложного термосилового нагружения, вызывающего развитие необратимых деформаций, повреждаемости материалов вследствие ползучести и воздействия агрессивных сред;
  • проектирование оптимальных с точки зрения прочностной надежности, долговечности и материалоемкости конструкций применительно к конкретным технологическим процесссам;
  • оценка остаточного ресурса широкого класса высоконапряженных и опасных с точки зрения последствий разрушения конструкций (корпуса химических реакторов, детали газовых турбин и энергетических установок, компенсаторы тепловых деформаций и другие изделия тяжелого машиностроения), находящихся в настоящее время в эксплуатации.

В представленной работе предлагается концепция системного подхода к разработке методики исследования и моделирования термовязкоупругопластического напряженно - деформированного состояния неоднородных многослойных оболочечных конструкций с учетом  повреждаемости материалов при ползучести и водородной коррозии.

При этом модели, определяющие поведение конструкций, объединенные в комплекс, строятся с учетом современного состояния теоретических исследований и экспериментальных данных по полноте и достоверности описания рассматриваемых физико - механических процессов. При необходимости модели усложняются за счет их обобщения. Для этого используется иерархический подход к формированию системы моделей, реализующий принцип «от простого - к сложному», когда следующий уровень сложности достигается после достаточно подробного изучения более простой модели. В результате выстраивается многоуровневая архитектура все более сложных моделей, каждая из которых обобщает предыдущие, включая их в качестве частного случая.

Таким образом, авторами разработана методика исследования и моделирования поведения многослойных оболочечных конструкций, позволяющая описывать следующие виды его напряженно

  • деформированного состояния:
  • термоупругое;
  • термоупругопластическое, с учетом и без учета водородной коррозии;
  • термовязкоупругопластическое без учета повреждаемости материалов при ползучести;
  • термовязкоупругопластическое с учетом повреждаемости материалов при ползучести;
  • термовязкоупругопластическое с учетом повреждаемости материалов при ползучести и водородной коррозии;
  • термовязкоупругопластическое с учетом повреждаемости материалов при ползучести и водородной коррозии с исследованием кинетики развития областей повреждаемости.

При построении данной методики использовались: соотношения теории неизотермических процессов упругопластического деформирования элементов твердого тела по траекториям малой кривизны, линеаризованные методом дополнительных деформаций; кинетические уравнения повреждаемости материалов при ползучести и водородной коррозии.

С применением разработанной методики решен ряд прикладных задач по расчету напряженно - деформированного состояния одно - и многослойных оболочек вращения при различных условиях нагружения.


Библиографическая ссылка

Белов А.В., Поливанов А.А., Попов А.Г. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО – ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ОБОЛОЧЕЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 12. – С. 53-54;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=5547 (дата обращения: 28.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674