LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Повзучість та пошкоджуваність осесиметричних конструктивних елементів машин

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

"ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"




Соболь Володимир Миколайович




УДК 539.3




ПОВЗУЧІСТЬ ТА ПОШКОДЖУВАНІСТЬ ОсесиМЕтРичНИХ

КОНСТРУКТИВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ МАШИН






Спеціальність 05.02.09 – динаміка та міцність машин





Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук





Харків – 2006

Дисертацією є рукопис.


Робота виконана в Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, м. Харків.


Науковий керівник: доктор технічних наук, професор,

Морачковський Олег Костянтинович,

Національний технічний університет

"Харківський політехнічний інститут", м. Харків,

завідувач кафедри теоретичної механіки.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор,

Курпа Лідія Василівна,

Національний технічний університет

„Харківський політехнічний інститут", м. Харків,

завідувач кафедри прикладної математики;


кандидат технічних наук, ст.н.с.,

Матюхін Юрій Іванович,

Інститут проблем машинобудування

ім. А.М. Підгорного НАН України, м. Харків,

старший науковий співробітник

відділу вібраційних та термоміцностних досліджень.

Провідна установа:

Національний технічний університет України "Київський

політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, м. Київ.

Захист відбудеться " 24 " січня2007 р. о1430год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.10 у Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут" за адресою: 61002 м. Харків, вул. Фрунзе, 21.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".

Автореферат розісланий "12" грудня 2006 р.


Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Д 64.050.10 В.Г. Сукіасов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У розрахунках на міцність сучасної високотемпературної техніки, наприклад, авіаційної і ракетно-космічної, ядерних і хімічних реакторів, газотурбінних двигунів і іншої техніки, особливе місце займають розрахунки на повзучість і тривалу міцність. Більшість конструктивних елементів такої техніки в розрахунках моделюють тілами обертання і досліджують при осесиметричному деформуванні. Традиційно, у розрахунках на повзучість конструктивних елементів машин визначають сталі поля напружено-деформованого стану і за критеріями еквівалентних напружень виконують оцінку конструкційної міцності та довговічності. Але для більш достовірної оцінки довговічності конструктивних елементів машин, які експлуатуються в умовах повзучості, необхідно враховувати розподілення у часі полів напружень та незворотних деформацій, що супроводжуються накопиченням пошкоджуваності матеріалу та завершуються прихованим руйнуванням. Існуючі розробки по темі роботи переважно присвячені чисельним розв'язанням задач термоповзучості на основі методу скінчених елементів на базі класичних теорій повзучості та критеріїв тривалої міцності, які не враховують пошкоджуваність матеріалів унаслідок повзучості. Тому створення ефективних методів розв'язання задач повзучості та пошкоджуваності тіл обертання має важливе теоретичне значення для спеціальності динаміки та міцності машин та є практично важливим для сучасного машинобудування.

Про актуальність теми роботи свідчить зацікавленість багатьох вітчизняних та закордонних наукових шкіл у галузі динаміки та міцності машин щодо розрахункових методів оцінки конструкційної міцності та довговічності конструкцій, які деформуються в умовах повзучості із пошкоджуваністю, та існуючі потреби у методах визначення впливу повзучості на експлуатаційні властивості конструкцій на етапі проектування сучасної авіаційної, ракетно-космічної, енергетичної та ядерної техніки.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота підготовлена на кафедрі теоретичної механіки Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" (НТУ "ХПІ") при виконанні робіт з держбюджетних тем відповідно до координаційного плану МОН України: "Створення методів аналізу нелінійних динамічних процесів, біфуркацій та повзучості в тонкостінних конструкціях" (№ Д.Р. 0103U001486); "Створення методів аналізу нелінійної динаміки і повзучості деформованих тіл та дискретних систем" (№ Д.Р. 0106U001465), та за грантом Президента України "Розробка теоретичних основ для розв'язування задач повзучості із пошкоджуваністю матеріалів й конструкцій щодо прогнозування тривалої міцності та ресурсу енергетичного і реакторного обладнання" (№ Д.Р. 0105U004297), де здобувач був виконавцем окремих розділів.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка розрахункового методу оцінки конструкційної міцності й довговічності осесиметричних елементів технологічних та енергетичних машин, які експлуатуються при високій температурі й повзучості.

Поставлена мета визначає ряд основних задач:

- сформулювати теоретично обґрунтовану варіаційну постановку задач пружності та повзучості осесиметричних тіл обертання при дії зовнішніх тисків та об'ємних відцентрових сил;

- створити чисельно-аналітичний метод і програмне забезпечення для розрахунків на міцність та довговічність, з урахуванням повзучості та пошкоджуваності, осесиметричних елементів технологічних та енергетичних машин;

- визначити оцінки конструкційної міцності двошарових матриць для пресування тугоплавких сполучень й довговічності труб тиску, роторів і дисків турбомашин, ущільнень для герметизації затворів, що є поширеними елементами технологічних й енергетичних машин та експлуатуються при дії зовнішніх тисків та об'ємних відцентрових сил при високій температурі й повзучості.

Об'єкт дослідження. Осесиметричні конструктивні елементи технологічних та енергетичних машин, такі як матриці для пресування циліндрових брикетів із тугоплавких сполучень, циліндричні труби тиску, ротори і диски турбомашин, ущільнення для герметизації затворів.

Предмет дослідження. Конструкційна міцність й довговічність та процеси деформування і пошкоджуваності внаслідок повзучості осесиметричних елементів технологічних та енергетичних машин, що експлуатуються при високих тисках й температурах.

Методи дослідження містять теоретичні методи континуальної механіки і теорії повзучості, а також чисельні методи для