Критерии прочности, учитывающие скорости нагружения, в расчетах элементов конструкций из анизотропных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.17, кандидат технических наук Воронин, Александр Николаевич

• Воронин, Александр Николаевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Воронин, Александр Николаевич

Введение.

Глава 1. Критерии прочности в расчетах элементов конструкций из анизотропных материалов.

1.1. Анизотропные материалы в элементах конструкций.

1.1.1. Применение полимерных и композитных материалов.

1.1.2. Механические свойства полимерных и композитных материалов.

1.1.3. Новые материалы близкие по структуре и физико-механическим свойствам к полимерам и композитам.

1.2. Некоторые особенности расчета элементов конструкций из анизотропных материалов.

1.2.1. Модель сплошного однородного анизотропного материала.

1.2.2. Подходы, лежащие в основе построения теорий прочности.

1.3. Критерии статической и длительной прочности для различных типов материалов.

1.3.1. Статические критерии прочности изотропных материалов.

1.3.2. Статические критерии прочности анизотропных материалов.

1.3.3. Тензорное представление критериев прочности анизотропных материалов.

1.3.4. Критерии длительной прочности изотропных материалов.

1.3.5. Критерии длительной прочности анизотропных материалов.

1.4. Об учете скоростей нагружеиия в прочностных расчетах.

1.5. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Влияние скорости нагружеиия на механические свойства композиционных материалов.

2.1. Зависимость прочностных свойств материалов от скорости — общий закон для большинства конструкционных материалов.

2.1.1. Поведение полимербетонов и бетонов при варьировании скорости нагружеиия.

2.1.2. Влияние скорости нагружения на прочностные свойства металлов.

2.1.3. Пределы прочности полимеров при варьировании скорости.

2.1.4. Зависимости прочностных свойств композитных материалов при изменении скорости нагружения.

2.2. Зависимости модуля упругости полимеров и композитов от скорости нагружения.

2.2.1. Модуль упругости полимеров при различных скоростях нагружения.

2.2.2. Влияние скорости деформирования на модуль упругости композитов.

2.3. Классификация диапазонов скоростей нагружения с учетом поведения композиционных материалов под нагрузкой и возможности применения различных критериев прочности.

Глава 3. Учет скорости нагружения в наследственных критериях прочности.

3.1. Общие свойства ядер длительной прочности.

3.2. Методика обработки экспериментальных данных.

3.3. Возможные виды ядер длительной прочности.

3.3.1. Ядра экспоненциального типа.

3.3.2. Ядра степенного типа.

3.3.3. Ядра комбинированного типа.

3.4. Некоторые сведения о законах нагружения тел.

3.5. Наследственные критерии при стационарном нагружении.

3.5.1. Общие формулы критерия (1.3.40) для различных ядер.

3.5.2. Расчетные формулы для различных видов напряженного состояния.

3.6. Наследственные критерии при пропорциональном нагружении.

3.6.1. Общие формулы критерия (1.3.40) для различных типов ядер.

3.6.2. Расчетные формулы для различных видов напряженного состояния.

3.6.3. Длительная прочность при пропорциональном нагружении.

3.7. Критерии длительной прочности для случая комбинированного нагружения.

3.7.1. Общие формулы критерия (1.3.40) для различных ядер.

3.7.2. Расчетные формулы для различных видов напряженного состояния.

3.8. Сравнительный анализ кривых длительной прочности при различных видах нагружения.

3.9. Зависимости пределов длительной прочности от скоростей напряжений в достатическом диапазоне.

3.10. Сравнение расчетных и экспериментальных данных,

Глава 4. Критерии прочности при повышенных скоростях нагружения.

4.1. Особенности диапазона повышенных скоростей нагружения.

4.2. Обобщение статических критериев прочности на случаи нагружения с повышенными скоростями.

4.2.1. Критерий для изотропных материалов с одинаковыми пределами прочности на растяжение и сжатие.

4.2.2. Критерий для изотропных материалов, по разному сопротивляющихся растяжению и сжатию.

4.2.3. Критерий прочности для анизотропных материалов.

4.3. Возможные виды функций, характеризующих зависимость прочностных свойств материала при изменении скорости нагружения.

Глава 5. Использование критериев в практических расчетах.

5.1. Расчет прочности и долговечности пластины из стеклопластика.

5.1.1. Оценка статической прочности.

5.1.2. Расчет долговечности пластины.

5.2. Расчет прочности трехслойной плиты при повышенных скоростях нагружения.

5.2.1. Статическая прочность.

5.2.2. Расчет запаса прочности при различных скоростях нагружений.

5.3. Расчет несущей способности цилиндрического сосуда находящегося под действием равномерного внутреннего давления.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Критерии прочности, учитывающие скорости нагружения, в расчетах элементов конструкций из анизотропных материалов»

В различных отраслях техники и в строительстве армированные пластики (композиты) все больше и больше вытесняют традиционные материалы. Это связано, с одной стороны, с целым рядом особенностей их физико-механических свойств, таких как анизотропия, высокая прочность и т.д., а с другой стороны, возможностью решения задач оптимального проектирования материалов под конкретную конструкцию. Перспективность конструкционных анизотропных материалов типа стеклопластиков доказана многими годами их успешного применения в таких отраслях, как самолетостроение и ракетостроение.

ТЧ о о

В связи с этим важной задачей является совершенствование существующих и создание новых методов расчета элементов конструкций из этих материалов с учетом специфики их свойств. Весьма сложным и мало разработанным вопросом является создание и применение в расчетной практике критериев прочности анизотропных материалов. Недостаточно изученной остается категория критериев, позволяющих проводить оценку длительной или долговременной прочности. Отсутствуют методики установления из опытов некоторых параметров материала, входящих в названные критерии. Несмотря на актуальность, и теоретически, и экспериментально слабо изучена возможность учета в критериях прочности скоростей нагружений.

Основным вопросом, рассматриваемым в диссертации, является разработка методик оценки прочности и долговечности элементов конструкций, изготовленных из анизотропных материалов типа армированных пластиков (стеклотекстолиты, углепластики и т.д.) и работающих в условиях сложного напряженного состояния при различных скоростях нагружения.

Недостаточное совершенство существующих методик оценки прочности и долговечности элементов конструкций и перспективность применения в конструкциях анизотропных материалов типа стеклопластиков свидетельствуют об актуальности вопросов, исследуемых в работе.

Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, заключения, библиографии и приложения.