Введение к работе
Актуальность работы. Различные типы металлоконструкций, газопроводы, горнодобывающая и подъемотранспортная техника в Северо-Восточном регионе России работают в условиях низких климатических температур, при этом элементы машин и металлоконструкций подвергаются большим механическим нагрузкам. Распределение напряжений в основной массе элементов машин и металлоконструкций неоднородно, из-за наличия концентраторов напряжений. В то/же время, разрушение материала, как правило, происходит из зон концентрации напряжений.
Проведение экспериментов, учитывающих многообразие видов напряженных состояний, неоднородность распределения напряжений, температурные и другие воздействия, практически невозможно. Поэтому для расчетов элементов конструкций используются различные критерии прочности.
Экспериментальное обоснование критериев прочности в большинстве случаев проводится без учета неоднородности распределения напряжений и температуры. Необходимость исследования влияния неоднородности распределения напряжений и температуры на изменение локальных характеристик материала в зонах концентрации напряжений отмечали: Ильюшин А.А., Сервисен СВ., Писаренко Г.С, Лебедев А.А. и др. Изучению этой проблемы были посвящены работы Давиденкова Н. Н.. Баскулл А., Мазо С.К., Ломашевского В.П., Нозопашина М.Д. и др.
3 тоже время, разработка критериев прочности, учитывающих неоднородность распределения напряжений и влияние температуры, затруднена из-за ограниченных возможностей экспериментальных методов.
Большой вклад в развитие экспериментальных методов внесли: Александров А. Я., Бородин Н. А., Жилкин В. А., Кобаяши А. С, Левин О. А. Пригоровский Н. И., Фридман Я.Б, Шнейдерович P.M. и др.
В настоящее время для решения этих задач используются методы муаровых полос и голографической интерферометрии. Вместе с тем чувствительность метода муаровых полос не достаточно высока, а метод голографической интерферометрии весьма трудоемок, кроме того ни тот. ни другой методы не могут быть эффективно использованы при низких температурах. Это обуславливает актуальность
разработки метода, позволяющего проводить исследование пластических деформаций в локальных зонах с неоднородным распределением напряжений в условиях низких климатических температур.
Цель настоящей работы. Разработка метода и исследование ^' влияния низких климатических температур на напряжение течения материала в зонах с неоднородным распределением напряжений. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
-
Разработать метод исследования локальных пластических деформаций в зонах неоднородного распределения напряжений при низких климатических температурах.
-
Создать экспериментальную установку для реализации метода.
-
Разработать методику исследования локальных пластических деформаций.
-
Исследовать влияние низких климатических температур на напряжение течения в локальных зонах. Работа выполнена в соответствии с координационными планами АН СССР по проблеме "Механика твердого тела" на 1985-1990 г.г. (шифр темы 1. 11.1.9) и на 1991-1995 гг. (шифр темы 1.11 52).
Научная новизна работы:
-
Создан метод лазерного зондирования, основанный на регистрации изменения отраженного ст поверхности деформируемого М-іХ&ЛІ светового излучения. Метод защищен двумя авторскими свидетельствами.
-
Разработана методика обработки результатов измерений, позволяющая определить предел текучести материала, без использования допуска на величину остаточной деформации.
-
Разработана методика определения напряжения локального течения материалов в зонах концентрации напряжений, основанная на использовании метода лазерного зондирования.
-
Проведены исследования влияния низких климатических температур на напряжение локального течения.
Практическая ценность. Получены новые экспериментальные
данные о зависимости напряжения локального течения от темпера
туры, которые рекомендовано использовать в расчетах на проч-
\j ность при проектировании элементов машин и металлоісонструкции,
в том числе техники, эксплуатируемой в условиях низких климатических температур. Созданы экспериментальные установки и программное обеспечение для исследования локальных пластических деформаций при неоднородном распределении напряжений в широком диапазоне климатических температур.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Зональном научно-техническом семинаре "Применение лазеров в промышленности и научных исследованиях" (Челябинск, 1988). Сибирской школе по современным проблемам механики деформируемого твердого тела (Якутск,1990), Всесоюзной конференции "Прочность материалов и конструкции при низких температурах" (Киев, 1991), Объединенном семинаре Института физикотехнических проблем Севера СО РАН (Якутск,1995).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 9 печатных работах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы. Работа содержит ПО страниц, в том числе 38 иллюстраций и список использованных источников, включающий 99 наименований.
