Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Напряженно-деформированное состояние многослойных материалов под воздействием внешних нагрузок и локальных мгновенных температур

Диссертация: Напряженно-деформированное состояние многослойных материалов под воздействием внешних нагрузок и локальных мгновенных температур
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Настоящим актом подтверждаем, что результаты диссертационной работы Сеидова Эмина Эхтирам оглы на тему «Напряженно-деформированное состояние многослойных материалов под воздействием внешних нагрузок и локальных мгновенных температур» были внедрены в производственный процесс при создании новых образцов ракетно-космической техники. Основные положения и результаты диссертационной работы… Читать ещё >

Напряженно-деформированное состояние многослойных материалов под воздействием внешних нагрузок и локальных мгновенных температур (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА I. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ СРЕД
    • 1. Обзор исследований по теме диссертации
      • 1. 1. Метод В. Д. Кулиева для решения канонических сингулярных задач теории упругости кусочно-однородных сред
      • 1. 2. Трещина, перпендикулярная границе раздела двух различных упругих сред
      • 1. 3. Задача Вильямся-Черепанова
    • 2. Цель исследования и структура диссертационной работы
  • ГЛАВА II. ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ И ЗАДАЧА КОШИ ДЛЯ УРАВНЕНИЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ФУРЬЕ
    • 1. Логарифмический потенциал масс, распределенных по площади
    • 2. Первые производные логарифмического потенциала
    • 3. Вторые производные логарифмического потенциала
    • 4. Кратные преобразования Фурье
    • 5. Задачи Коши для уравнения теплопроводности Фурье
    • 6. Обоснование формулы Пуассона
    • 7. Бесконечная скорость теплопередачи
    • 8. Связь между интегралами i----at, |----at и
  • J0 дх J ду первыми производными типа логарифмического потенциала ф0 (х, у)
  • ГЛАВА III. ОБ ОДНОЙ ЗАДАЧЕ ТЕРМОУПРУГОСТИ
    • 1. Постановка задачи
    • 2. Решение основной задачи
    • 3. Деформации, возникающие при нагреве
    • 4. Напряжения, возникающие при нагреве
    • 5. Уравнения Дюгамеля-Неймана и их решения
    • 6. Анализ решения. Коэффициент интенсивности напряжений
  • ГЛАВА IV. ЦЕНТРАЛЬНАЯ ТРЕЩИНА ПОПЕРЕЧНОГО СДВИГА В п и > 1) — СЛОЙНЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ
    • 1. Предварительные замечания. Представление Папковича—Нейбера перемещений и напряжений через три гармонических фунцкии
    • 2. Центральная трещина поперечного сдвига в п (п > 1) — слойных композитных материалах

Многослойные материалы широко используются в различных областях современной техники. В этой связи исследование процессов разрушения многослойных материалов с трещинами представляет большой теоретический и практический интерес. Постановка задачи предполагает введение трещины в интересующем нас месте. Как правило, рассматривается симметричное расположение полос с разными упругими свойствами. При этом возможны варианты, а именно: трещина может быть боковой или может располагаться в середине симметрично (центральная трещина). В этом случае задача механики разрушения п (п> 1)-слойных материалов с боковой или центральной трещиной исследуется в три этапа: после постановки задачи, решается задача теории упругости для области, содержащей трещину (при этом возможно использование принципа суперпозиции для приведения внешней нагрузки к берегам трещины) — затем определяются параметры механики разрушения (для упругой задачи это коэффициенты интенсивности напряжений), после чего на основе критериев механики разрушения определяются критические состояния тела с трещиной. В зависимости от постановки задачи, вершина трещины может находиться как внутри слоя, так и на границе раздела слоев. Понятно, что результат решения будет зависеть от Gj, иj (Gj — модуль сдвига jго слоя, Vj — коэффициент Пуассона того же слоя) — от характеристик трещиностойкости материала слоевот прочности адгезии на границах раздела (прочность адгезии, согласно теории адгезии при сдвиге, аналогичной теории Гриффитса-Ирвина, определяется вязкостью скольжения контактного слоя Кис, а также размером дефекта или слабого места на контакте двух материалов). Решения таких вопросов необходимы при создании и эксплуатации биметаллов и композитов. Кроме того, подобные составные конструкции встречаются в реакторостроении, авиационной технике и других сложных технических системах, что позволяет считать тему диссертации актуальной.

На защиту выносятся следующие основные результаты работы:

• асимптотическое распределение напряжений и смещений вблизи вершины полубесконечной трещины, находящейся на границе раздела двух различных сред (берега полубесконечной трещины свободны от внешних нагрузок) — условие при выполнении которого «осциллирующий» характер напряжений исчезает;

• решение задачи термоупругости с «горячей» трещиной;

• коэффициент интенсивности напряжений для трещины поперечного сдвига, находящейся в центральном слое в п [п > 1) -слойном материале.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах: 1) XII Международный семинар «Технологические проблемы прочности» (два доклада), Подольск, 2006 г. 2) Общеуниверситетский семинар по механике деформируемого твердого тела при МГОУ, Москва, 2005, 2006 г.

По основным результатам диссертации опубликованы 5 статей в периодической печати. Одна из статей издана в журнале, который входит в перечень издательств рекомендованных ВАК РФ.

Основные результаты и выводы диссертационной работы:

1. Разработанный новый метод решения прикладных задач механики деформируемого твердого тела позволяет получить решение задачи термоупругости для многослойных конструкций с трещиной при мгновенном нагреве.

2. На основе критериев линейной механики разрушения определена критическая длина трещины, которая образуется при мгновенном нагреве прямоугольной области.

3. Построено новое решение задачи Вильямса-Черепанова о полубесконечной трещине, находящейся на границе раздела двух однородных изотропных упругих материалов, позволяющее определить компоненты тензора напряжений и вектор перемещения в первом и во втором материале.

4. Полученные в диссертационной работе решения существенно уточняют механизм разрушения в многослойных материалах с трещинами.

5. Решена задача о центральной трещине поперечного сдвига в многослойных материалах с определением соответствующего коэффициента интенсивности напряжений дан численный анализ влияния физико-механических и геометрических параметров (длины трещины, толщины слоев) на коэффициент интенсивности напряжений.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ КОСМИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ.

НПО «ТЕХНОМАШ» .

127 018, Москва, а/я 131.

Факс: 689−73−45 E-mail:technomash@mtu-net.ru http://www.mtu-net.ru/technomash/.

Исх. от-Но №.

С г-Ч т/г от.

Утверждаю [еститель генерального директора.

ЕХНОМАШ" авин Г. А.

Акт внедрения.

Настоящим актом подтверждаем, что результаты диссертационной работы Сеидова Эмина Эхтирам оглы на тему «Напряженно-деформированное состояние многослойных материалов под воздействием внешних нагрузок и локальных мгновенных температур» были внедрены в производственный процесс при создании новых образцов ракетно-космической техники.

Внедрение полученных результатов позволило сократить сроки проектных работ, повысить надежность, сравнить различные тепловые режимы при термообработке многослойных материалов и выбрать наиболее оптимальные, с точки зрения прочностных характеристик.

Начальник отдела /7fr/^.

В.Н. Потапов.

Заключение

.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Справочник по специальным фунциям./ Под ред. М. Абрамовица, ИСТИГАН. -М.: Наука, 1976.
  2. ЮА. Теория упругости. М.: Высшая школа, 1976.
  3. Ашбаух. Напряжения в слоистых композитах, содержащих разорванный слой. Прикл. механика, 1973, т.40, сер. Е, № 2, с.221−228.
  4. Ашбаух. Развитие конечной трещины, перпендикулярной поверхности раздела двух материалов. Прикл. механика, 1973, т.40, сер. Е, № 2, с.312−314.
  5. JI.Т., Панасюк В. В., Стащук Н. Г. Взаимодействие жестких линейных включений и трещин в деформируемом теле. Киев: Наук, думка, 1983.-290 с.
  6. А.В. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1982.
  7. В.В., Новичков Ю. Н. Механика многослойных конструкций. М.'.Машиностроение, 1980. 375 с.
  8. С. Лекции об интегралах Фурье. М., Гос. Изд-во ФИЗМАТЛИТ, 1962.
  9. В.М., Голъдштейн Р. В. Осесимметричная задача о трещние на границе раздела слоев в многослойной среде. Изв. Ан СССР, МТТ, 1976, № 2.
  10. П.М., Панасюк В. В., Ярема С. Я. Пластические деформации в окрестности трещин и критерии разрушения (обзор). Проблемы прочности, 1973, № 2, с. 3−18.
  11. А.Г. О многомерных вариациях, — М., 1955.
  12. КВ., Кит Г.С. Нестационарная задача термоупругости для пластинки с полубесконечным термоизолированным разрезом. Пробл. прочности, 1974, № 6, с. 72−75.
  13. Д.В. Об упругом равновесии неоднородной пластинки с разрезом. Прикл. Механика, 1966, т.2, № 5.
  14. Д.В., Евтушенко А. А., Сулим Г. Т. Распределение напряжений в полосе с упругим тонким включением. ПММ, 1979, т.43, вып. З, с.542−549.
  15. НА., Кит Г. С. Термоупругое состояние плоскости и полуплоскости с трещиной под действием источников тепла. Прикл. механика, 1969, 5, № 12, с 83−88.
  16. Г. Т., Каландия А. И. Влияние жесткого включения на интенсивность напряжений около концов разреза. ПММ, 1974, т.38, № 4, с.719−727.
  17. А.А., Шварцман J1.A. Физическая химия. М.: Металлургия, 1976.
  18. П.П., Кошелов А. И., Красносельский МА., Михлин С. Г., РаковщикЛ.С., Стеценко В. Я. Интегральные уравнения. -М.: Наука, 1968.
  19. Л., Дезоер Ч. Теория линейных систем. Метод пространства состояний. М.: Наука, 1970.
  20. Зак, Вильяме Сингулярности в напряжениях у конца трещины на поверхности раздела двух материалов. Прик. мех. Сер. Е., т. ЗО, № 1, 1963.
  21. Захаров В. В, Никитин Л. В. Влияние трения на процесс расслоения разнородных материалов. Механика композитных материалов, 1983, № 1, с.20−25.
  22. Ингленд. Трещина между двумя разными средами // Прикл. Мех. Сер. Е. 1965. — Т.32, № 2.
  23. Л.В., Крылов В. И. Приближенные методы высшего анализа. Физматгиз, 1962. 708 с.
  24. Кит Г. С., Дорош НА. Термоупругое состояние плоскости с двумя равными прямолинейными трещинами. Концентрация напряжений. 1971, вып. З, с. 61−67.
  25. Кит Г. С., Кривцун М. Г. Плоские задачи термоупругости для тел стрещинами Киев: Наук, думка, 1983. — 280 с.
  26. Кит Г. С., Лысый И. П. О термоупругом состоянии полосы с трещинами. -Мат. методы и физ.-мех. поля, 1979, вып. 10, с. 50−53.
  27. Кит Г. С., Хай М. В. Температурные напряжения в полосе, ослабленной произвольно ориентированными теплоизолированными трещинами. -Мат. методы и физ.-мех. поля, 1976, вып. 3, с. 20−26.
  28. Кит Г. С., Хай М. В. Термоупругое состояние плоскости, ослабленной произвольно ориентированными теплоизолированными трещинами. -Мат. методы и физ.-мех. поля, 1975, вып. 1, с. 48−54.
  29. Кит Г. С., Хай М. В. Термоупругое состояние полуплоскости и полосы, ослабленных поперечной трещиной. Тепловые напряжения в элементах конструкций, 1976, вып. 16. с. 107−111.
  30. Кит. Г. С., Соколовский МЛ. Плоская задача теплопроводности и теплоупругости для тела с периодической системой прямолинейных разрезов. Мат. медоты и физ.-мех. поля, 1976, вып. 4, с. 44−51.
  31. А.Д. Избранные труды. Киев: Наук, думка, 1976. — 762 с.
  32. А.Д. Термоупругость. Издательское объединение «Вища школа», 1975,216 с.
  33. Ю.М., Кулик А. Н. Температурные напряжения от объемных источников Киев: Наук, думка, 1983. — 288 с.
  34. .Г. Задачи теории теплопроводности и термоупругости. М.: Наука, 1980.-400 с.
  35. .В., Никитин JI.B. Трещина продольного сдвига с бесконечно узкой пластической зоной. -ПММ, 1967, т.31, вып.2,с.334−336.
  36. В.В., Никитин Л.В" Флитман Л. М. Распространение трещин в упруго-вязких телах. Изв. АН СССР, физика Земли, 1970, № 7.
  37. В.В., Никитин Л. В., Флитман Л. М. Механика хрупкого разрушения. Изв. АН СССР, МТТ, 1969, № 3.
  38. .А., Партон В. З., Песков ЮЛ., Черепанов Г.И О локальной пластической зоне вблизи конца щели (плоская деформация) Изв. АН СССР, МТТ, 1970, № 5, с.132−138.
  39. В.Д. Сингулярные краевае задачи. М.:ФИЗМАТЛИТ, 2005, 719 с.
  40. В.Д. Некоторые задачи о ветвлении трещины сдвига в кусочно-однородной упругой среде. Докл. АН Азерб. ССР. 1979, № 6.
  41. В.Д. Преломление трещины продольного сдвига. Докл. АН СССР, 1979, т.249, № 2
  42. В.Д. Трещина на границе раздела двух сред с ответвлением в одну из них в случае антиплоской деформации. Проблемы прочности, 1979, № 7.
  43. В.Д. Трещина с конечным ответвлением в кусочно-однородной упругой среде. Докл. АН СССР, 1979, т.246, № 6.
  44. Кулиев В. Д, Бугаенко С. Е., Разумовский И. А. Разработка критериев проектирования многослойных материалов ИТЭР. Хрупкое разрушение многослойных материалов. В сб.: Термоядерный синтез. — М.: НИКИЭТ, 1998.
  45. Кулиев В. Д, Насибов В. И. Краевая трещина в биупругой полосе. -Механика композитных материалов, 1983, № 4, с 594−599.
  46. Кулиев В. Д, Сеидов Э. Э. К теории разрушения n-слойных материалов с трещиной. Мат. XIII международного семинара «Технологические проблемы прочности». Подольск. МГОУ, 2006 г., с.209−211.
  47. Кулиев В Д., Насибов В. И. Центральная трещина в двухкомпонентном слоистом материале. Деп. ВИНИТИ, № 3287−82. 21 с.
  48. Кулиев В. Д, Сеидов Э. Э. Некоторые вопросы математической теории термоупрутости. Новые технологии, 2006 г., № 2, с.2−5.
  49. В.Д., Работное Ю. Н., Черепанов Т. П. Торможение трещины на границе раздела различных упругих сред // Изд. АН СССР. МТТ. 1978. — № 4.
  50. В.Д., Разумовский И. А. К проблеме определения остаточных напряжений в биметаллах. ДАН СССР, 1990, т. 315, № 3.
  51. В.Д., Разумовский И. А., Злочевская О. Б. Краевая трещина в двухслойных материалах. Аналитические и эксперементальные методы определения хрупкой прочности и остаточных напряжений. Научно-технический прогресс в машиностроении, 1990, вып. 29.
  52. В.Д., Сеидов Э. Э. Об одной задаче теплопроводности. Новые технологии, 2006 г., № 4, с.8−11.
  53. Кулиев В Д., Сеидов Э. Э. Квазистатическая термоупругая задача для центральной трещины. Мат. XIII междунар. сем. «Технологические проблемы прочности». Подольск. МГОУ, 2006 г., с.212−214.
  54. В.А., Морозов Е. М., Матвиенко Ю. Г. Избранные нелинейные задачи механики разрушения. М. ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 408 с. — ISBN 5−9221−0514−0.
  55. А.В. Теория теплопроводности. М., «Высшая школа», 1967.
  56. Ф.Г., Кулиев В Д., Искендер-заде Ф.А. К проблеме разрушения биупругой среды. Докл. АН СССР, 1982, т.264, № 6, с.1349−1352.
  57. Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. -272 с.
  58. Н.А., Матвиенко Ю. Г. Теория Гриффитса и развитие критериев механики разрушения // Физ.-хим. механика материалов. -1993. ~№ 3.- с. 140−145.
  59. Э., Паркус Г. Термоупругие напряженя, вызываемые стационарными температурными полями. М., Физматгиз, 1958.
  60. Е.М. Концепция предела рещиностойкости // Заводская лаборатория. Дигностика материалов. 1997. — № 12. — с. 42−46
  61. Е.М., Костенко П. В. Метод сечений для расчета натурных деталей с трещинами // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1999. № 7. — с. 31−34.
  62. С.Г. Интегральные уравнения и их приложения. М.: Гостехиздат, 1949.
  63. Л.В., Туманов А. Н. Анализ локального разрушения в композите. Механика композитных материалов, 1981, № 4, с.595−601.
  64. И. Ф., Кулиев В. Д., Разумовский И. А., Фарзалибеков Н. Э. К проблеме разрушения биметаллических материалов с краевой трещиной. ДАН СССР, т. 308, № 3.
  65. В.В. Механика квазихрупкого разрушения материалов. Киев: Наукова думка, 1990. — 545 с.
  66. В.В., БережницкийЛ.Т., Садивискийа В. М. Коэффициенты интенсивности и распределение напряжений около остроугольных упругих включений. Докл. АН СССР, 1977, т.232, № 2, с.304−307.
  67. В.В., Саврук М. П., Дацышин А. П. Распределение наряжений около трещины в пластинах и оболочках. Киев: Наукова думка, 1976.
  68. П. Ф. Теория упругости. JI. М., Оборонгиз, 1969.
  69. В. 3., Морозов Е. М. Механика упруго-пластического разрушения. М.: Наука, 1974.
  70. В.З., Перлин ИИ. Интегральные уравнения теории упругости.1. М.: Наука, 1977,-311 с.
  71. В.З., Перлин П. И. Методы математической теории упругости. М.: Наука, 1981.-688 с.
  72. В.З., Черепанов Г. П. Механика разрушения. В сб.: Механика в СССР за 50 лет, т.З. М.: Наука, 1972.
  73. В.М., Морозов Е. М. Механика разрушения твердых тел. Курс лекций. СПб.: Профессия, 2002. — 320 с.
  74. Я. С. Условия скачка напряжений и перемещений на тонкостенном упругом включении в сплошной среде. Докл. АН УССР, 1982, сер. А, № 12, с.30−32.
  75. Я.С., Кит Г.С. Определение температурных полей и напряжений в окрестности теплопроводящих трещин. Тепловые напряжения в элементах конструкций, 1967, вып. 7. с. 194−201.
  76. И. А. Некоторые задачи термоупругости. Минск: Изд-во Белорус, ун-та, 1972, — 198 с.
  77. Ю.Н. Прочность слоистных материалов. Изв. АН СССР, МТТ, 1979, № 1.
  78. Разрушение. М.: Мир, 1973−1976, тт.1−7.1 • Сеидов Э. Э. Центральная трещина поперечного сдвига в n (ft > l) — слойныхкомпозитных материалах. «Инженерная физика» № 5, 2006 г. с.46−50.
  79. Л.И. Механика трещин. JL: Судостроение, 1981. — 295 с.
  80. Л.И. Механика трещин. 2-е изд. JI.-.Судостроение, 1990. 296 с.
  81. Л.И., Яковлев Ю. С. Интегральные преобразования в нестационарных задачах механики. Л.: Судостроение, 1980.
  82. СЛ. Теория упругости. Л. М., ОНТИ, 1937.
  83. А. А. Первая основная задача для кусочно-однородной плоскости с разрезом, перпендикулярным прямой раздела. ПММ, 1968, т.32, вып. 4.
  84. Г. П. Механика разрушения композиционных материалов. -М.: Наука, 1974.
  85. Г. П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974.
  86. Г. П. О напряженном состоянии в неоднородной пластинке с разрезами. Изв. Ан СССР, сер. Мех. И машиностр., 1962, № 1.
  87. Ф. Распределение напряжений в неоднородной упругой плоскости, имеющей трещины. Прикл. механика, 1963, т.30, № 2, с.83−88.
  88. Ф. Распределение напряжений в связанных разнородных материалах с трещинами. Прикл. механика, сер. Е, 1965, т.32, № 2, с.169−177.
  89. Ф. Теория распространения трещин. В кн.: Разрушение, т.2. М.: Мир, 1975.
  90. Adams G.G. Crack onteraction in an infinite elastic strip. Int. J. Engng Dei., 1980, v.18, p455−462.
  91. Ashbaugh N. Stress solution for a crack at an arbitrary angle to an interface. -Int. J. Frac, 1975, v. ll, N2.
  92. Atkinson C. On stress singularities and interfaces in linear elastic fracture mechanics. Int. J. Fract., 1977, v. 13, N 6.
  93. Benthem J.P., Koiter W. T. Asymtotic approximations to crack problems. In: Mechanics of Fracture, v. l (ed. by G.C.Sih). Leyden: Noordhoff Intern. Publ., 1973.
  94. Chrysakis A. C., Theocaris P. S. A note on finite crack crossing normally an interface with logarithmic singularity and the interface. Int. J. Solids Struct., 1981, v. l7, p765−768.
  95. Erdogan F.E. Fracture of composite materials. Discussion, Atkinson C. Prospects Fract. Mech., Leyden, 1974, p.447−492.
  96. Erdogan F.E., Cook T.S. Antiplane shear crack terminating at and going through a bimaterial interface. Int. J. Fract., 1974, v. 10, N 2.
  97. Erdogan F.E., Gupta G.D. Bonded wedges with an interface crack under antiplane shear loading. Int. J. Fract., 1975, v. l 1, N 4.
  98. Erdogan F.E., Gupta G.D. Layered composites with an interface flow. Int. J. Solids and Struct., 1971, v.7, N 8.
  99. Erdogan FE., Gupta G.D. The inclusion problem with a crack crossing the boundary. Int, J. Fract., 1975, v. l 1, N 1.
  100. Erdogan F.E., Gupta G.D. The stress analysis of multilayered composites with a flow. Int. J. Solids and Struct., 1971, v.7, N 1.
  101. Erdogan F.E., Gupta G.D., Ratwani M. Interaction between a circular inclusion and an arbitrarily oriented crack. Trans. ASME, 1974, v. E41, N 4.
  102. Gol 'dshtein R. V., Salganik R.L. Brittle fracture of solids with arbitrary crack. Int. J. Fract., 1974, v. 10, N 4.
  103. Hilton R.D., Sih G.C. A laminate composite site with a crack normal to the interfaces. Int. J. Solids Struct., 1971, v.7,p913−930.
  104. James G.G., Venezia W.A. Bonded elastic half-planes with an interface crack and a perpendicular intersecting crack that extends into the adjacent material -1. Int. J. Engng Sci., 1977, v. l5. p. 1−17.
  105. James G.G., Venezia W.A. Bonded elastic half-planes with an interface crack and a perpendicular intersecting crack that extends into the adjacent material -II. Int. J.
  106. Malyshev B.M., Salganik R.L. The strenght of adhesive joints using the theory of fracture. Int. J. Fract. Mech., 1965, v. l, N 2.
  107. Sherman D.I. On the problem of plane strain in nonhomogeneous media. In: Nonhomogenity in Elasticity and Plasticity (ed. by W. Olszak). New York: Pergamon Press, Inc., 1959.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!