2023. — Т 15. — № 1 - перейти к содержанию номера...

Постоянный адрес этой страницы - https://esj.today/03savn123.html

Полный текст статьи в формате PDF (объем файла: 648.9 Кбайт)

Ссылка для цитирования этой статьи:

Гатиев, М. Ш. Расчет остаточных напряжений в полом цилиндре под действием внутреннего давления / М. Ш. Гатиев, Л. И. Лесняк, Б. М. Языев [и др.] // Вестник Евразийской науки. — 2023. — Т 15. — № 1. — URL: https://esj.today/PDF/03SAVN123.pdf (дата обращения: 25.04.2024).

Расчет остаточных напряжений в полом цилиндре под действием внутреннего давления

Гатиев Магомед Шамильевич
ФГБОУ ВО «Ингушский государственный университет», Магас, Россия
Старший преподаватель кафедры «Машиноведение»
E-mail: guvho@mail.ru
РИНЦ: https://www.elibrary.ru/author_profile.asp?id=717490

Лесняк Любовь Ивановна
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет», Ростов-на-Дону, Россия
Начальник управления научно-исследовательской работы обучающихся
E-mail: trush-l@mail.ru
РИНЦ: https://www.elibrary.ru/author_profile.asp?id=811195
SCOPUS: https://www.scopus.com/authid/detail.url?authorId=57210604689

Языев Батыр Меретович
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет», Ростов-на-Дону, Россия
Профессор кафедры «Сопротивление материалов»
ФГАОУ ВО «Казанский федеральный университет», Казань, Россия
Институт дизайна и пространственных искусств
Главный научный сотрудник
Доктор технических наук, профессор
E-mail: ps62@yandex.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5205-1446
РИНЦ: https://www.elibrary.ru/author_profile.asp?id=488447
SCOPUS: https://www.scopus.com/authid/detail.url?authorId=54950122700

Чепурненко Антон Сергеевич
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет», Ростов-на-Дону, Россия
Профессор кафедры «Сопротивление материалов»
ФГАОУ ВО «Казанский федеральный университет», Казань, Россия
Институт дизайна и пространственных искусств
Главный научный сотрудник
Доктор технических наук, доцент
E-mail: anton_chepurnenk@mail.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9133-8546
РИНЦ: https://www.elibrary.ru/author_profile.asp?id=778841
SCOPUS: https://www.scopus.com/authid/detail.url?authorId=56056531000

Литвинов Степан Викторович
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет», Ростов-на-Дону, Россия
Заведующий кафедрой «Сопротивление материалов»
ФГАОУ ВО «Казанский федеральный университет», Казань, Россия
Институт дизайна и пространственных искусств
Старший научный сотрудник
Кандидат технических наук, доцент
E-mail: litvstep@yandex.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5729-1425
РИНЦ: https://www.elibrary.ru/author_profile.asp?id=778540
SCOPUS: https://www.scopus.com/authid/detail.url?authorId=57190968515

Аннотация. Для достаточно широкого круга изделий из полимерных материалов наиболее важным, с точки зрения надежности и работоспособности, являются остаточные напряжения, то есть такие напряжения, которые существуют в изделии при отсутствии внешних воздействий. Остаточные или внутренние напряжения в изделиях из полимерных материалов возникают в процессе формирования самого полимерного материала. Их уровень и распределение по объему изделия во многом определяется процессом образования полимера на стадиях полимеризации, кристаллизации и последующего охлаждения готового изделия. Таким образом, для оценки уровня распределения остаточных напряжений и, в конечном итоге, надежности готового полимерного изделия необходимо учитывать весь комплекс изменения структуры материала, а следовательно, и физико-механических свойств во взаимодействии с тем¬пературными и силовыми полями на всех стадиях формирования материала.

В настоящей статье приводится решение для определения остаточных напряжений в полимерном цилиндре при внутреннем давлении с учетом ползучести материала. Рассматривается процесс развития остаточной деформации полого цилиндра с учетом изменения напряжений и деформаций во времени. Для численной реализации решения задачи был использован метод конечных элементов. Для вычисления скорости роста остаточных деформаций использовался метод Эйлера.

Представлено решение тестовой задачи для полимерного цилиндра, где зависимость характеристик материала от напряжения хорошо согласуется с нелинейным уравнением состояния Максвелла-Слонимского. Приведен графический анализ изменения во времени нормальных напряжений и деформаций. Установлено, что соотношение упругой и остаточной деформаций в разные моменты времени существенно различно.

На основании проведенных исследований и сравнения с экспериментальными данными можно сделать вывод, что предложенная модель формирования остаточных напряжений в изделиях из кристаллических полимеров удовлетворительно описывает процесс и позволяет выбирать наиболее рациональный режим получения изделий в точки зрения его долговечности и прочности, а также сокращения времени проведения технологического процесса.

Ключевые слова: ползучесть; остаточные напряжения; скорость деформации; метод конечных элементов; скорость нарастания нагрузки

Скачать