Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Применение МКЭ для решения квазистатических задач деформирования и разрушения элементов конструкций с учетом геометрической нелинейности Чурилов, Юрий Анатольевич

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Чурилов, Юрий Анатольевич. Применение МКЭ для решения квазистатических задач деформирования и разрушения элементов конструкций с учетом геометрической нелинейности : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.02.04.- Нижний Новгород, 1998.- 160 с.: ил. РГБ ОД, 61 99-1/488-0

Введение к работе

Актуальность темы.

В современных условиях эксплуатации техники существующие и вновь создаваемые приборы, аппараты и конструкции испытывают нагрузки, имеющие различную природу, интенсивность, сложный характер изменения и взаимного влияния во времени и пространстве. Наиболее существенный для оценки прочности конструкций класс представляют квазистатические нагружения, при которых время приложения и воздействия нагрузок (силовых, температурных и т.д.) соизмеримо или превышает характерное время, соответствующее минимальной частоте собственных колебаний конструкции, т.е. волновыми эффектами можно пренебречь.

В настоящее время многие реальные конструкции должны выдерживать высокие нагрузки, которые приводят к образованию локальных зон необратимых деформаций и нарушения сплошности материала. Кроме того, в последнее время появляются задачи об оценке ресурса прочности конструкций после их длительной эксплуатации. Отсюда следует необходимость исследования поведения конструкций с учётом эффектов пластичности, ползучести и разрушения. Проблема эксплуатации конструкций до потери несущей способности тесно связана с учётом взаимодействия эффектов нелинейного поведения материала (физической нелинейности) с эффектами влияния большого формоизменения конструкции (геометрической нелинейности). Таким образом, реальная оценка несущей способности конструкции предполагает учёт влияния большого числа физико-механических эффектов, каждый из которых приводит к необходимости решения сложных нелинейных задач. Понятно, что комплексный учёт этих эффектов и их взаимного влияния делает проблему существенно сложнее. Представляется, что её эффективное решение возможно лишь при наличии достаточно развитых вычислительных средств.

. Цель исследований. Создание эффективной численной методики и программных средств для исследования в геометрически нелинейной постановке процессов упруговязко-

пластического деформирования, разрушения и оценки несущей способности конструкций при квазистатических термосиловых нагружениях на основе развития модели повреждённой среды, численных схем и алгоритмов решения нелинейных задач механики деформируемых тел с использованием МКЭ.

Защищаемые положения работы.

  1. Развитие математических моделей, численных схем и алгоритмов решения на основе МКЭ геометрически нелинейных задач деформирования и разрушения конструкций с учётом взаимного влияния эффектов пластичности, ползучести и развивающейся повреждённое при квазистатических термосиловых нагружениях.

  2. Разработка алгоритмов исследования прочности и несущей способности элементов и узлов конструкций при квазистатических термосиловых нагружениях.

  3. Развитие функциональных возможностей используемой модели повреждённого материала и реализация в её составе ряда альтернативных частных моделей, описывающих процессы упругопластического деформирования, ползучести и накопления повреждений.

  4. Создание программных средств решения геометрически и физически нелинейных задач квазистатического деформирования , разрушения и оценки несущей способности конструкций при термосиловых (в том числе циклических) нагружениях в дву - и трёхмерной постановках.

  5. Исследование нелинейных процессов упруговязкопластического деформирования и разрушения элементов конструкций с учётом эффектов геометрической нелинейности и влияния развивающейся повреждённое на характеристики процесса деформирования.

Научная новизна.

Создана эффективная численная методика для исследования на основе МКЭ процессов необратимого деформирования, разрушения и оценки несущей способности конструкций при квазистатических термосиловых нагружениях с учётом геометрической нелинейности, эффектов упруговязкопластического поведе-

ния материала и влияния развивающейся в материале повреждённое на характеристики процесса деформирования. Получены новые результаты в области исследования деформирования, разрушения, потери несущей способности ряда практически важных задач.

Достоверность результатов.

Проверка достоверности предлагаемой методики расчёта деформирования и разрушения конструкций при квазистатических термосиловых напруженнях осуществлялась контролем сходимости численных решений, решением тестовых задач, сравнением результатов с известными экспериментальными данными и результатами аналитических и численных решений, имеющихся в литературе.

Практическая ценность.

Разработанные алгоритмы и программы, результаты численного исследования процессов квазистатического деформирования и разрушения конструкций при квазистатических термосиловых напруженнях могут быть использованы в практике научных, проектных и конструкторских организаций на стадии проектирования и анализа ресурса прочности уже работающих конструкций. Результаты работы внедрены в расчётную практику заинтересованных организаций в виде научно-технических отчетов (№ ГРХ35838 инв.№ Е66447, № ГРХ35668 инв№ Е70953, Е62617, Е67660, Е70953).

Диссертационная работа выполнена в соответствии с научно-технической программой Министерства общего и профессионального образования РФ «Университеты России», а так же в соответствии НТР Минатома РФ «Безопасная ядерная энергетика».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на: VI Всесоюзной школе «Теоретические основы и конструирование численных алгоритмов решения задач математической физики» (Горький, 1986); II Всесоюзной конференции «Численная реализация физико-механических задач прочности» (Горький, 1987); II Всесоюзной конференции «Проблемы снижения материало-

емкости силовых конструкций» (Горький, 1989); III Забабахинских научных чтениях (Челябинск-70, 1991); XVI Международной конференции по теории оболочек и пластин (Н.Новгород, 1993); Всероссийском симпозиуме «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» (Москва, 1995); XVII Международной конференции по теории оболочек и пластин (Казань, 1996); III - IV Международных симпозиумах «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» (Москва, 1997 -1998).

Публикации.

Основное содержание диссертационной работы отражено в работах /1 -15/.

Структура и объём работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы. Основной печатный текст занимает 105 страниц, 28 страниц занимают иллюстрации (50 рисунков), 21 страница - список литературы (172 наименования).