Введение к работе
,!
| Актуальность проблемы обусловлена тем, что одной из вашей-.,';пшх задач инженерной практики является снижение материалоемкости при одновременном обеспечении прочности, устойчивости и надегло-сти различных конструктивных элементов и конструкций в целом.
Во многих случаях несущая способность конструкций зависит от поведения отдельных элементов и очень часто определяется ИХ устойчивостью в упругопластической стадии.
Стремление к снижению веса заставляет искать различные пути наиболее полного использования прочностных ресурсоз работы материала, в том числе и за счет предварительного упрочняющего пластического деформирования (упругопластической тренировки).
На практике ваяны истории нагруяешія, приводящие не только к повышению но и к снижению несущей способности. При этом одна и та ие история предварительного нагруяения по отношению к эксплуатационным воздействиям может как повышать, так и сникать ее, а монет быть нейтральной, но оказывая сущестзеїіного влияния. Эти истории необходимо рассматривать во взаимосвязи с последующими эксплуатационными натрушеннями.
Вопросы влияния упругопластической тренировки на устойчивость стер;яней, пластин, оболочек изучены недостаточно. Имеется лишь незначительное число работ, посвященное этой проблеме. Мало изучено поведение таких элементов в конструкциях. Нет достаточной информации о влиянш старения материала на эффекты увеличения или снижения несущей способности элементов конструкции за счет изменения свойств материала, подвергнутого предварительному пластическому деформированию.
Общая характеристика рассматриваемой проблемы позволяет считать исследования влияния упругопластической тренировки элементов конструкций на их несущую способность важными и актуальными. Накопление соответствующих теоретических и экспериментальных данных имеет решающее значение для реализации эффективных путей предварительного нагруяения,,создания специальных установок по проведению управляемого пластического деформирования, разработке практических методов расчета и проектирования рациональных менее материалоемких конструкций.
В диссертации представлены результаты исследований, выполненных автором в соответствии с тематикой НИР кафедры сспротив-
ления материалов, теории упругости и пластичности, включенной в координационный план І&нвуза СССР по тематике деформируемого твердого тела на 1885-1990 гг.-к в "Программу комплексно:; стандартизации методов "расчета к испытаний на прочность" Госстандарта СССР.
Целью работы является разработка и реализация управляемого процесса пластического деформирования с цельэ упрочнения материала элементов конструкций, повышения их несущей способности и устойчивости; теоретпчоское и экспериментальное изучение закономерностей поведепія стер/лкей, пластин и оболочек поело упруго-пластической тренировки.
В задачи исследований входило:
анализ современного состояния вопросов упругопластического выпучивания и устойчивости стер;;;ней, пластин и оболочек, связанных с предварительным пластическим деформированием по заданным программам;
теоретический анализ выучивания, устойчивости и закрптичес-кого поведения предварительно тренированных с;;'.ато-изогнутих стержней;
разработка и создашіе установок для реализации управляемых процессов пластического деформирования (предварительной трешіровші) стержней, прямоугольных пластин и цилиндрических оболочек;
.- экспериментальное исследование выпучивания и устойчивости предварительно тренированных стерглей, пластин и оболочек;
- исследование влияния естественного старения на устойчивость
тренированных стержней.
Научная новизна состоит:
в разработке модшпициров энного алгоритма и программы решения задач о выпучивании и устойчивости предварительно тренированных стертой;
в решении конкретных задач о выпучивании и устойчивости сжато-изогнутых стераней с учетом упругой разгрузки и вторичных пластических деформаций на 31,1;
в практической реализации процессов управляемого пластического деформирования на созданных экспериментальных установках для стерянеи, пластин и оболочек;
в разработке методики экспериментальных исследований по реализации упругопластической тренировки етер.-інєй, прямоугольных
пластин и цилиндрических оболочек, б ток числе, имеющих начальные технологические искривления, а также материал, которых подвергался естественному и искусственному старению.
Практическая ценность состоит в разработке модиспцированно-го алгоритма и программы расчота на си'.;, задачи о зыпучпвакш и устойчивости трєшірованних стер.мней с учетом измененных упруго-пластических свойств материала н их влияния на распределение зон разгрузки и вторпчншс пластических деформации.
Получены оценки влияния гибкости, эксцентриситета, а такта уровней уиругопласткческой тренировки на предельные нагрузки вноцентрешю с::;атих стер:шей.
Предложен метод повышения несуще;! способности внецентренно сматых стерглеГ; за счет применения слоистых олементов с разнотре-кнрованнымк слоями.
Разработана серия действующих моделеіі установок, на которых реализован процесс фавляемого пластического деформирования для стермпой, пластин и Волочек с целью повышения их устойчивости а несуще;: способности.
достоверность результатов теоретических исследований подтверждается апробацией алгоритмов на модельних вариантах и частных задачах с известным аналитическим решением, а тагле хорошим соответствием резу.чьтатов расчетов с данными экспериментальны/: исследовали.
Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрены в расчетную практику конструкторско-технологпческого бюро. Экономически:: оуї.ект составил 37 тыс.руб. Разработанная методика упругопластической треїшровки п проведения экспериментальных исследовании трекнроваїшнх стерглеіі пластин и оболочек такме кашла свое отраженно в методических рекомендациях "Ме-,"цы испытания стержней пластші и оболочек на устойчивость за пределом упругости" Госстандарта СССР (Р.54-314-91).
Полученные результаты могут быть использованы в проектной и расчетной практика конструкторских и научно-исследовательских организаций.
Апробация работы. Основные результаты диссертации долодвны и обсуздены на научно-технических конференциях Тверского политехнического института (І980-І99І гг.); ЫезвузоЕскпх семинарах га мехаїшке деформируемого твердого тела кафедры сопротивления мате-
риалов, теории упругости и пластичности Тверского политехнического института (I980-I99I гг.); Всесоюзном симпозиуме по устойчивости в механике деформируемого твердого тела (Калинин, 1981); на III научно-практической конференции "Молодые ученые и специалисты - народному хозяйству Нечерноземья (Калинин. 1982 г.); на XI и ХП научно-технической конференциях "Проблемы обеспечения качества, надежности, прочности и долговечности машиностроительной продукции (Калинин, 1985, 1987 гг.); на Всесоюзном симпозиуме по устойчивости в механике деформируемого твердого тела (Калинин, 1986 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано- 10 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит введение, шесть глав, основные выводы, список литературы (195 наименований, в т.ч. 46 - иностранных) и приложения. Общий объем работы составляет 2/3 стр., в т.ч. /36 страниц машинописного текста, J3 рисунков, і2 таблиц.