55'2012 - Науково-Ñ‚ÐµÑ Ð½Ñ–Ñ‡Ð½Ð° бібліотека НТУ "ХПІ" - Національний ...

The paper is devoted to the description of the problem statement as well as the method of solution forcreep problems of shells of revolution, which are in conditions of joint action of periodically varyingtemperatures and stresses. The creep-damage constitutive equations are given for this case. The exampleof numerical solution for the creep problem of cylindrical shell is presented.Keyword: rotational shell, temperature, stress.Введение. В современном машиностроении используются тонкостенныеконструктивные элементы в виде оболочек вращения. Часто они работают в условияхсовместного действия температурных и силовых полей, что приводит кползучести материала оболочек и обусловленному ею накоплению необратимойповрежденности, приводящему к разрушению. Во многих случаях в оболочечныхконструкциях, используемых в современном авиационном и космическоммашиностроении, двигателестроении, химических производствах, имеет местопериодическое изменение как уровня нагруженности оболочек, таки и распределениятемператур. Для этого случая, как известно из экспериментов и практикиэксплуатации [1, 2], характерно существенное влияние периодического изменениянапряжений и температур на скорость деформаций ползучести и накопленияповреждаемости. Подобное изменение, как правило, приводит к значительномуувеличению скорости роста деформаций ползучести, релаксации напряжений,накопления повреждаемости, что, безусловно, должно учитываться при расчетнойоценке долговечности конструкций.Исследованиям в области ползучести оболочечных конструкций посвященыработы Ю.Н. Работнова [1], Н.Н. Малинина [3], А.Н. Подгорного,А.В. Бурлакова, Г.И.Львова, О.К.Морачковского [4], Ю.Н.Шевченко [5] идругих ученых. В этих работах задачи ползучести и повреждаемости оболочекрешались в основном в статической постановке, без учета периодического,циклического изменения температур и напряжений.В работах [6-7] был сформулирован новый подход к решению задач ползучестипри действии осциллирующего поля напряжений, основанный наметодах многих масштабов времени и осреднения на периоде. Этот подходбыл использован при решении задач динамической ползучести и повреждаемостипри вынужденных колебаниях тонкостенных конструкций [7, 8]. Впоследующих работах рассмотрены случаи периодического изменения нагрузокс малой частотой, а также комбинированное воздействие на оболочкунагрузок с большим и малым периодами их изменения во времени[9].Расширение области использования подхода работ [6-7] на случай совместногодействия периодически изменяющихся температур и нагрузок вдвумерных задачах теории ползучести выполнено в работе [10]. Настоящаястатья посвящена использованию разработанных в работах [9, 10] методоврешения в задачах ползучести оболочек вращения при их вынужденных колебаниях.Уравнения состояния. В работе уравнения состояния ползучести материаловс повреждаемостью при периодических изменениях температур и24 ISSN 2078-9130. Вісник НТУ «ХПІ». 2012. № 55 (961)