ÐÐ¾Ð»Ð½Ð°Ñ Ð²ÐµÑÑÐ¸Ñ - СамаÑÑкий гоÑÑдаÑÑÑвеннÑй аÑÑокоÑмиÑеÑкий ...
ÐÐ¾Ð»Ð½Ð°Ñ Ð²ÐµÑÑÐ¸Ñ - СамаÑÑкий гоÑÑдаÑÑÑвеннÑй аÑÑокоÑмиÑеÑкий ...
ÐÐ¾Ð»Ð½Ð°Ñ Ð²ÐµÑÑÐ¸Ñ - СамаÑÑкий гоÑÑдаÑÑÑвеннÑй аÑÑокоÑмиÑеÑкий ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, № 1, 2007<br />
УДК 539.3<br />
ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА<br />
ДЕФОРМАЦИЙ И ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ<br />
КОНСТРУКЦИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ<br />
© 2007 Е. П. Кочеров<br />
ОАО «Самарское конструкторское бюро машиностроения»<br />
Рассмотрены различные подходы к расчету полей деформаций в окрестности зон локализации пластической<br />
деформации (концентраторов деформаций), в том числе основанные на жесткопластическом анализе.<br />
Предложены алгоритмы включения жесткопластических суперэлементов в известные пакеты программ типа<br />
MSC, ANSYS. Рассчитаны предельные значения поля тензора деформаций. Предложен подход к оценке прочности<br />
элементов конструкций.<br />
Одной из целей расчета полей напряжений<br />
и деформаций и их изменения во времени<br />
в машиностроении является оценка<br />
прочности конструкции в процессе эксплуатации,<br />
т. е. определение того, насколько далеко<br />
находится от критического напряженнодеформированное<br />
состояние конструкции в<br />
данный момент времени или на момент отработки<br />
соответствующего ресурсного показателя.<br />
Остановимся на проблеме расчетов в<br />
механике, тесно связанной с вопросами оценки<br />
надежности конструкций в машиностроении<br />
– проблеме расчетов полей деформаций<br />
в элементах конструкций. Эта проблема связана<br />
с формулировкой условий разрушения<br />
материала элементов конструкций, учитывающих<br />
историю эксплуатации. Основными<br />
механическими полями, которые должны<br />
входить в эти условия, являются поля напряжений,<br />
деформаций, скоростей деформаций<br />
и удельной диссипации энергии. Расчет этих<br />
полей составляет основную задачу расчета на<br />
прочность.<br />
Определение полей деформаций.<br />
В механике сплошных сред поля деформаций<br />
и скоростей деформаций связаны дифференциальным<br />
соотношением<br />
DE<br />
Dt<br />
dE<br />
ij ij<br />
= + EikVk, j<br />
+ E<br />
jkVk<br />
, i<br />
= ε<br />
ij , (1)<br />
dt<br />
1<br />
0 0<br />
где E ( − x x )<br />
ij<br />
= δ<br />
ij k,<br />
i k,<br />
j<br />
– тензор конечных<br />
2<br />
1<br />
деформаций Альманси; = ( + V )<br />
V<br />
i,<br />
j j,<br />
i<br />
ε<br />
ij<br />
–<br />
2<br />
182<br />
тензор скоростей деформаций; V<br />
i<br />
– скорость<br />
0<br />
перемещений; x<br />
i<br />
– лагранжевы координаты.<br />
Накопление деформаций полностью<br />
определяется полем скоростей перемещений.<br />
Одним из основных предметов исследований<br />
в нелинейной механике является определение<br />
полей деформаций и связанных с ними<br />
диссипативных процессов в окрестности угловых<br />
точек (в частности, вершины трещины).<br />
В связи с сингулярностью механических<br />
полей в окрестности этих точек численное<br />
определение их затруднено. Одной из моделей<br />
механики деформируемого твердого тела,<br />
позволяющей проводить аналитический анализ<br />
полей деформаций, является идеальное<br />
жесткопластическое тело.<br />
Основные соотношения теории идеального<br />
жесткопластического тела. Эти соотношения<br />
включают:<br />
– уравнения равновесия<br />
σ<br />
ij, j<br />
= 0 ;<br />
– условие текучести;<br />
( ) = 0<br />
f σ ;<br />
ij<br />
– ассоциированный закон пластического<br />
течения<br />
ε<br />
ij<br />
∂f<br />
= λ λ<br />
∂σ<br />
ij<br />
( > 0)<br />
;<br />
где f ( σ<br />
ij<br />
) – функция текучести; σ<br />
ij<br />
– тензор<br />
напряжений; i , j =1,2, 3 .
Change language