Философия науки

Тепловой режим конструкций энергетических устройств из композитных материалов (КМ) в ряде случаев характеризуется интенсивным теплообменом на поверхности, высокими скоростями изменения температуры во времени и большими градиентами температур внутри этих конструкций. При этом в материале возникают нелинейные физико-химические явления, которые часто ведут к снижению несущей способности конструкций. К ним относятся структурные фазовые превращения, взаимодействие компонентов, расслоение, температурные и структурные напряжения, изменение теплофизических, упругих, прочностных и других характеристик, реологические эффекты. Расчет предельного состояния конструкции, находящейся в таких условиях, должен включать описание процессов теплопроводности, термои вязко-упругости, кинетики химических реакций, аэродинамики фильтрующих газов, диффузии, а также требует из-за анизотропии свойств определения большого количества теплофизических и механических характеристик материалов. Точный расчет с учетом изменения характеристик от температуры весьма сложен, так как связан с решением нелинейных интегродифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. На достоверность его результатов большое влияние оказывает трудность представления и выбора достаточно полно отражающей действительность модели процесса, связанного с необратимыми явлениями.

Нельзя не считаться с менее принципиальными, но все же важными фактами — отсутствием, как правило, на начальном этапе освоения материалов достаточного количества характеристик, а также значительным расхождением между их паспортными и реальными значениями.

Необходимость получения в процессе проектирования конструкции из новых материалов конкретных сведений о несущей способности ее элементов на различных этапах эксплуатации заставляет разрабатывать методы исследования и расчета, позволяющие иметь достоверную информацию о поведении конструкции в реальных условиях. Решению этой задачи и посвящена моя работа. В ней предпринята попытка систематизировать разработанные с участием авторов методы определения предельных нагрузок оболочечных конструкций из КМ, находящихся в условиях неоднородного и нестационарного поля температур.