Введение к работе
Актуальность теми. В современной технике широко применяются _упругие детали, представляющие из себя тонкие пластина, ослабленные большим количеством отверстий. При нагружении таких пластин внешними нагрузками, возле полостей /включений/ и трещин возникает високая концентрация напряжений, что может привести к образованию начальных и росту уже имевшихся в теле трешин. С другой сторонч, в реалъннх материалах всегда тлеется большое число различного рода дефектов типа трешин, развлтиз ;соторііх под действием вне time й нагрузки приводит к локальному или полному разрушению материала. Это особенно проявляется при изготовлении различных деталей новой техники, в которых наибольшее применение находят высокопрочные конструкционные материалы, склонные к хрупкому разругаению.
Шнекоше пресен нашли широкое использований в пкпевой про-мшшенности для отжима жидкой фазы от сырья, для придания продукту определенной формы.
Отжимные шнековне прессы применяют для обезвоживания обессахаренной свекловичной стружки - жома, а такае для отделения сока от мезги, при обработке, овошей и фруктов. Пресс для отжима жома имеет корпус і внутри которого прикреплено металлическое сито. Напряженным узлом шнекового пресса является-перфорированный бара-; баи.. Предполагают, что напряженное состояние перфорированного барабана подобно состоянию прямоугольной перфорированной пластины, растягиваемой одновременно в направлении осей абехідео я ординат. Штампованные сита представляют собой.гибкие густо перфорированные прямоугольные пластины с круглыми и продолговатыми отверстиями. Такой тки сит применяется, в частности для сепарирования зерно-продуктов,
Широко используются в молочной промышленности жидкостные сепараторы для отделения сливок от молока, пластинчатые теплообменники. ,
Для разработки рациональной основы оптимального проектирования аппаратов и машин пишезой прсмыяленяости необходимы исследования иапряданно-да$ормированного состояния, вопросов разрушения ' для выявления рациональной конструктивной формы пластин ситовых устройств.
Как показывает опыт,, разрушение многих мааин, конструкций и сооружений, как правило, начинается с поверхности различных отверстий, далей и других концентраторов напряжений, ослабляю-, тих детали конструкций. Без детального изучения неравномерных полей напряжений возле, концентраторов невозможно обеспечить прочность и надежность работы всей конструкции. Поэтому представляет значительный к теоретический, и практический интерес ,исследование напряжанно-деформированного состояния пластинчатых элементов с концентраторами напряжений типа отверстий, вюдаче ияй и трещин при различных видах их загружония. Анализ напря-квшю-деформированкого состояния около трешин и критерии их роста составляют основу новой ветви науки о прочности - механики хрупкого разрушения. Разработке втой проблемы носвялено значительное число работ, в. которых в основном рассмотрены случаи растяжения пластины с отверстиями /включениями/ и трещинами. В обшем случае нагружения перфорированных пластин, кроме растяги-ьаших и касательных усилий, действувжх. в плоскости пластины, Лрлшиени также изгибавшие, крутящие и перерезывающие усилия, «р^блэш ойрзделеная иаіфяжа.шо-деформгровадного состояния око-ч." 'л»ааа в .аэтабаем-яс перфорированных пластичах еше недостаточ-о лі8уайот&;:і, и поэтому сохраняет свою актуальность в теоретя-
'г.ЧЗУ. 11 ПїГ.!иЛ?ІИі>М І!Л;ШЄ.
Исследования этих вопросов важны в связи с развитием технологического и транспортного машиностроения, строительной техники, химической и пишевой аппаратуры, энергетических установок и других отраслей нозой техники.
Приведенный в работе обзор показывает, что возникает необходимость в исследовании развития третин вблизи отверстий /включения/ в изгибаемых пластинах.
Несмотря на относительно большое количество работ по определения *онцзнтрации напряжений.з ослабленных пластинах, erne целый ряд важных для практики проектирования машин и аппаратоз тти-пэвой про?лкіленносга задач не рассматривался. Поэтоггу проблема исследования напряженного состояния, разрушения перфорированных пластин является одной из актуальных задач прочности и оптимального проектирования оптовых устройств. В диссертации рассматриваются некоторые задачи однородного и поперечного изгиба пластин оптовых устройств с двоякоперподлческой системой круглых отверстий /включений/-и прямоллнеі'інчх сквозных трешга вдоль осей абсцисс и ординат.
Пеяь работы состоит в исследований зопросов: налрякешю-де-йоршровашюго состояния пластин, ослабленшсс двоякопериоддческск системой круговых отверстий п прямолинейных трогчкн вдоль осей абсцисс и ординат прп нзгчбе мот.течтагж и поперечной равномерно распределє..ной нагрузкой; влияния взаимного расположения инородных упругих включений и третин на коэффициенты интенсивности напряжений.
Научная новизна. Развита эффективная методика решения широкого класса задач об изгибе тонких пластин, ослабленных дво-якопериодической системой круглых отверстий /включений/ и прямолинейных сквозных трешин вдоль осей абсцисс и ординат. В работе решен новый класс задач классической теории изгиба для
_ 6 -
пластин, ослабленных лвоякопериодической системой отверстий (вклочений)и трещин. Исследовано взаимодействие системы инородных упругих включений и трещин вдоль осей абсцисс и ординат неравной длины. Получены зависимости коэффициентов интенсивности напряжений от приложенной изгибающей нагрузки, взаимного расположения отверстий (включений) и трещин.
Общая методика исследований. Предложенная в работе методика основага на использовании методов теории функций комплексного переменного. Предлагаемый способ решения рассматриваемых в диссертации задач представляет собой комбинацию различных аналитических и численных методов. Основные из них - метод сингулярных интегральных уравнений, метоп степенных рядов Мусхелиш-вили, метод редукции бесконечных систем линейных алгебраических уравнений, метод Гаусса с выбором главного элемента. Задачи приводятся к вычислительным схемам, реализация которых на ЭШ позволяет получ"ть числовые данные и. на их основании делаются выводы, представляющие интерес для приложений.
Достоверность полученных результатов обеспечивается мате- , матической корректностью поставленных задач, получением решения задач строгими аналитическими методами, результатами численных расчетов, вычисления которых проводились на ЭВМ ЕС-І035 программам.1 на алгоритмическом языке ФОРТРАН-ІУ.
Практическая ценность. Практическая значимость работы определяется широким кругом отмеченных выше практических приложений, а такке тем, что большинство полученных научных результатов в диссертации представлено в выше аналитических формул, таблиц, систем алгебраических уравнений и доведено до программ
-7--.
расчета на ЭВМ, что позволяет использовать их непосредственно в инженерных расчетах прочности и долговечности пластинчатых элементов конструкций, оптимального выбора кокструктивньїх форм.
Диссертационная работа выполнена в рамках темы 1.2.II координационного плана АН СССР комплексных научных исследований ло проблеме: "Физико-химическая механика разрушения конструкционных материалов", выполняемой кафепрой "Сопротивление материалов" Азербайджанского технического университета.
Часть результатов, полученных в работе, нерепана и использована при проектировании и разработке изпелий заинтересованным предприятием при оценке прочности элементов конструкций новой техники, что.подтверждается документом, приложенным к диссертации.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы регулярно докладывались и обсуждались на научном семинаре "Механика деформируемого твердого тела" кафедры "Сопротивление материалов" Азербайджанского технического университета; на X Республиканской конференции молодых ученых по математике и механике (Баку, 1990 г.); на научных семинарах отдела механики разрушения Института математики и механики АН Азерб.Республики (1Э92 г.); на Республиканской научной конференции молодых исследователей вузов Азербайп-дана (Баку, І99І г.); на Республиканской научно-технической конференции (Баку,1990 г.).
Диссертация в целом полокена и обсуждена на кафедре сопротивления материалов Азербайджанского технического университета.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано четыре работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пвух глав, выводов, приложения и списка литературы. Работа со-пержит Мб стр. машинописного текста, 4 рисунка, 15 таблиц, библиографический список, включающий 100 наименований.
