Ударно-волновые процессы и разрушение в анизотропных материалах и конструкциях

  • автор:
  • специальность ВАК РФ: 01.02.04
  • научная степень: Кандидатская
  • год, место защиты: 2010, Томск
  • количество страниц: 147 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • стоимость: 240,00 руб.
  • нашли дешевле: сделаем скидку
  • формат: PDF + TXT (текстовый слой)
pdftxt

действует скидка от количества
2 диссертации по 223 руб.
3, 4 диссертации по 216 руб.
5, 6 диссертаций по 204 руб.
7 и более диссертаций по 192 руб.
Титульный лист Ударно-волновые процессы и разрушение в анизотропных материалах и конструкциях
Оглавление Ударно-волновые процессы и разрушение в анизотропных материалах и конструкциях
Содержание Ударно-волновые процессы и разрушение в анизотропных материалах и конструкциях
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ЕЕ ЧИСЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
1.1. Основные уравнения математической модели
1.2. Постановка задачи
1.3. Соотношения метода конечных элементов
1.4. Алгоритм расчета контактных границ
2 ТЕСТОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ УДАРНИКОВ С МОНОЛИТНЫМИ АНИЗОТРОПНЫМИ ПРЕГРАДАМИ
3.1. Влияние ориентации упругих и прочностных свойств анизотропного материала на разрушение при низкоскоростном ударе - на пределе пробития
3.2. Влияние угла нутации на проникание удлиненных ударников в анизотропные преграды
4 АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ РАЗРУШЕНИЯ В ГЕТЕРОГЕННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ПРИ УДАРЕ
4.1. Численное моделирование взаимодействия двух анизотропных тел
4.2. Сравнительный анализ эффективности анизотропных монолитных и разнесенных преград
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Анизотропные конструкционные материалы уже многие годы используются в различных областях техники. Развитие и совершенствование технологий создания материалов с заданными свойствами, обеспечивающими их оптимальное использование в различных конструкциях, еще более расширило применение таких материалов. Особенно это относится к конструкциям, эффективное функционирование которых возможно только при оптимизации их элементов по многим параметрам. Достижение этого невозможно без использования материалов с преимущественной ориентацией физикомеханических свойств.
Эффективность динамических конструкций, таких как авиационные, энергетического и космического оборудования может быть увеличена благодаря повышению конструкционной эффективности материалов. Если заранее известно направление действия силы одним из распространенных способов повышения прочности является ориентация свойств, т.е. сообщение структуре материала упорядоченности, другой способ - армирование упрочняющими элементами.
Поведение таких анизотропных материалов при деформировании существенно отличается от поведения изотропных: сферическое тело, подвергнутое всестороннему сжатию, превращается в эллипсоид, изгиб анизотропной балки сопровождается закручиванием. Скорости распространения волн напряжений в анизотропных материалах зависят от направления распространения волны, а при нагружении за пределом упругости и от уровня напряжений. Например, в ортотропных материалах в некоторых направлениях более
быстрой оказывается поперечная волна, а медленной - продольная [1]. Благодаря этому существенно меняется картина взаимодействия отраженных и преломленных волн в анизотропных материалах. Т.к. при импульсном воздействии на материал область, в которой сосредоточена энергия, ограничивается скоростями распространения волн, меняя степень анизотропии материала можно направленно изменять распределение волн напряжений в окрестности зоны импульсного нагружения. Вследствие изменения формы анизотропных тел под действием гидростатического давления необходимо учитывать влияние и гидростатического давления на прочность материалов.
К анизотропным материалам относится большинство композиционных по каким-либо из механических свойств: тепловым, электрическим, магнитным, упругим, прочностным, пластическим и другим. Для космических конструкций считаются пригодными четыре класса волокон: стеклянные, борные, углеродные и органические. Стеклопластики представляют собой наиболее раннюю и распространенную разновидность композиционных материалов, применяемых в авиации. Впервые они были использованы в 40х годах в радарном оборудовании для военных самолетов с целью уменьшения лобового аэродинамического сопротивления в сочетании с низким радиочастотным рассеянием. Характерный пример применения стеклопластиков в основной конструкции - самолет "Уиндекер Игл" с полетной массой 1540кг. Практически вся конструкция - фюзеляж, крыло и хвостовое оперение были сделаны из стеклопластика [2]. В таких конструкциях зачастую 2-3 детали из стеклопластика заменяют 50 металлических, исключая штамповку металлических деталей, точечную сварку, отделочные операции и сборку. Преимущества композиционных материалов были успешно использованы в конст-
обобщение "пластического потенциала" Мизеса для анизотропных материалов в случае, когда имеется явная зависимость предельного состояния от первого инварианта тензора напряжений (от гидростатического давления ]г). В полностью развернутом виде критерий (1.15) представляет собой полином четвертой степени относительно шести компонент действующих напряжений. Поэтому уравнение (1.15) называется полиномиальным критерием четвертой степени. Константы ОС;щт являются в формуле (1.15) компонентами симметричного тензора четвертого ранга - тензора прочности, а величины а1к и а1т " компонентами тензора напряжений (полевого тензора второго ранга). В этом критерии принята симметрия коэффициентов, отвечающая ортогональной симметрии материала и подробно рассмотренная в работе [64]. Чтобы раскрыть значение коэффициента а^]т, необходимо задавать всем напряжениям ахх, стуу, а22, СУху, оХ7, ау2, входящим в формулу (1.15) значения, соответствующие частным случаям напряженных состояний. Например, при одноосном растяжении или сжатии эти значения будут такими: СТ22- СГр2 - предел прочности при растяжении или сжатии вдоль оси г, а все остальные составляющие напряжений будут равны нулю, т.е. стхх = сгуу = стху = 0Х2 = СГуг = 0. Таким образом, получим:
Аналогично выясняется и смысл остальных коэффициентов. Также легко выясняется смысл компонент 0Сщт, для которых получается:
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления

Рекомендуемые диссертации данного раздела