Диссертация (1141565), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Заметна разница в напряженно-деформированных состояниях в численныхисследованиях с разным значением модуля сдвига, как между численными расчетами, так и сиспытанием конструкции (разное качественное и количественное распределение напряжений идеформаций, различный качественный и количественный характер образование складок поповерхности материала). По таблицам 4.8 и 4.9 также наглядно прослеживается влияниезначения модуля сдвига на деформации технической ткани с покрытием, работающей в составестроительной конструкции.214Наглядно прослеживается обстоятельство - значение модуля сдвига материала влияет нахарактер поведения конструкции из технической ткани с покрытием под нагрузкой.Однако, можно говорить об удовлетворительной корреляции по перемещениям (по двумглавным диагоналям прослеживается удовлетворительная качественная и количественнаякорреляция) между результатами испытания гипара и численных исследований работыконструкции.
Это объясняется особенностями работы гиперболического параболоида и видомнагрузки, приложенной в испытании и численных расчетах, а также применением в численныхисследованиях физически нелинейной ортотропной модели работы материала под нагрузкой(упруго-пластичной ортотропной модели по критерию текучести Хилла).Определенноезначениемодулясдвигаматериалапоразработаннойрасчетно-экспериментальной методики в диссертации, позволяет учитывать реальное значение модулясдвига при расчетах строительных конструкций из технических тканей с покрытием. Принеправильном определении и задании значения модуля сдвига в программный комплекс, порезультатамчисленныхисследованийможнополучитьнекорректноенапряженно-деформированное состояние строительных конструкций из технических тканей с покрытием.По результатам численных исследований работы конструкции из технической ткани спокрытием в форме гиперболического параболоида под нагрузкой с различным значениеммодуля сдвига материала подтверждается выдвинутая в диссертационной работе научнаягипотеза о том, учет сдвиговой жесткости позволяет полно и достоверно определитьнапряженно-деформированноесостояниеипрогнозироватьповедениестроительныхконструкций из технический тканей с покрытием.4.8.Уточнение значения коэффициента надежности кратковременной прочностиматериала при расчете строительных конструкций из технических тканей с покрытиемВ разделе 3.4 диссертационной работы была показана возможность применения критериевпрочности композитных материалов для оценки и прогнозирования предельной прочноститехнических тканей с покрытием при растяжении.
В целом, результаты использованиякритериевпрочностидляоценкикратковременнойпрочностиматериалаоказалисьприемлемыми.Поэтому, в численных исследованиях в программе ANSYS была показана возможностьприменения этих критериев прочности для оценки кратковременной прочности технической215тканиспокрытием,работающейвсоставестроительнойконструкциивформегиперболического параболоида.На рисунке 4.43 показано применение нескольких критериев прочности композитныхматериалов для оценки кратковременной прочности технической ткани с покрытием,работающей в составе строительной конструкции.а)б)в)г)Рисунок 4.43. Оценка кратковременной прочности технической ткани с покрытием,работающей в составе конструкции, по критериям прочности: а) Tsai-Hill, б) Yeh-Stratton, в)Hashin, г) NorrisСогласно выводу раздела 3 диссертации, критерий прочности Yeh-Stratton адекватноподходит для оценки кратковременной прочности материала в сложном напряженнодеформированном состоянии. Остальные три критерия прочности – Tsai-Hill, Hashin и Norris216показали удовлетворительную корреляцию с результатами лабораторных испытаний приоценке кратковременной прочности технических тканей с покрытием.
Как видно из рисунка4.43, это обстоятельство также прослеживается и при оценке кратковременной прочностиматериала, работающего в составе строительных конструкций.По результатам численных исследований строительной конструкции из техническойткани с покрытием в форме гиперболического параболоида с разным значением модуля сдвига,проведенных в настойщей работе, выявлен резерв несущей способности технической ткани спокрытием при учете реального модуля сдвига материала. На рисунке 4.44 показанавозможность снижения коэффициента надежности кратковременной прочности техническойткани с покрытием.а)б)точка 1 – рассматриваемая точка в опорномузле №1 (по рисунку 4.22) конструкции смаксимальными напряжениями;точка 2 – рассматриваемая точка в опорномузле №1 (по рисунку 4.22) конструкциив)Рисунок 4.44.
Выявление резерва несущей способности технической ткани с покрытием приучете модуля сдвига: а) точка 1, б) точка 2, в) расположение рассматриваемых точек в гипареИмея реальный коэффициент использования материала по несущей способности, можноадекватно и точно оценить кратковременную прочность технических тканей с покрытием,217работающих в составе различных строительных конструкций. Следовательно, появляетсявозможность снижения коэффициентов надежности кратковременной прочности техническихтканей с покрытием, равных согласно [155] от 2.1 до 2.5 для нитей основы и от 2.5 до 2.9 длянитей утка на 10% (от 1.9 до 2.2 для нитей основы, от 2.2 до 2.6 для нитей утка).4.9.Выводы по четвертой главеОсновные выводы по четвертой главе диссертационной работы:разработана-методикапроведенияэкспериментаиопределенонапряженно-деформированное состояние строительной конструкции из технической ткани с покрытием вформе гиперболического параболоида при несимметричной равномерно-распределеннойнагрузке;- исследована релаксация напряжений технической ткани с покрытием, работающей всоставе конструкции в форме гиперболического параболоида, и сделаны выводы;в численных исследованиях доказана достоверность разработанной в диссертации-расчетно-экспериментальной методики по определению значения модуля сдвига в техническихтканях с покрытием;- показана возможность адекватного применения и представлена хорошая корреляциямежду результатами лабораторного испытания и численного эксперимента в программномкомплексе ANSYS с использованием предложенной численной модели поведения материалапод нагрузкой - упруго-пластичной ортотропной модели по критерию текучести Хилла;- доказано, что модуль сдвига материала является важной механической характеристикой,влияющейнанапряженно-деформированноесостояниестроительныхконструкций изтехнических тканей с покрытием;- на основании проведенных экспериментально-теоретических исследований даныобщие рекомендации к численным методам расчета конструкций из технических тканей спокрытием, которые приведены в приложении 2;- показано, что критерий прочности Yeh-Stratton адекватно подходит для оценкикратковременной прочности технических тканей с покрытием, работающих в составестроительных конструкций, в сложном напряженно-деформированном состоянии;-выявленавозможностьснижениякоэффициентанадежностикратковременнойпрочности технических тканей с покрытием, работающих в составе строительных конструкций,на 10%.218ЗАКЛЮЧЕНИЕВ диссертационной работе получили дальнейшее развитие методики численного расчета иэкспериментальных исследований строительных конструкций из технических тканей спокрытие в форме гиперболического параболоида, а также методики лабораторных испытанийсамого материала.
При этом достигнуты следующие новые научные и практические результаты:1. Проведен всесторонний анализ современных методик и результатов лабораторных инатурных испытаний технических тканей с покрытием, а также анализ математическихмоделей, описывающих поведение технических тканей с покрытием под нагрузкой,работающихвсоставестроительныхконструкций,чтопозволилопроизвестиихсистематизацию, выявить преимущества и недостатки и определить адекватность применениякаждой модели материала при расчете строительных конструкций из технических тканей спокрытием.2.
Проведены экспериментальные и численные исследования технических тканей спокрытиемсцельюопределенияосновныхмеханическиххарактеристикматериала,необходимых для расчета строительных конструкций из технических тканей с покрытием, порезультатам которых:- предложена новая форма образца при одноосном внеосевом растяжении;- разработана расчетно-экспериментальная методика по определению значения модулясдвига в материале, которая позволяет учитывать его реальное значение при расчетахстроительных конструкций из технических тканей с покрытием.3.
Разработаны методики экспериментальных и численных исследований строительнойконструкции из технической ткани с покрытием в форме гиперболического параболоида принесимметричной равномерно-распределенной нагрузке, и хорошая сходимость результатовиспытаний с численными данными, полученными с использованием программного комплексаANSYS, позволила:- подтвердить корректность разработанной в диссертационной работе расчетноэкспериментальной методики по определению значения модуля сдвига в технических тканях спокрытием;- разработать рекомендации к численным расчетам строительных конструкций изтехнических тканей с покрытием;219- уточнить методику расчета строительных конструкций из технических тканей спокрытием с учетом влияния модуля сдвига материала, что позволило снизить коэффициентнадежности кратковременной прочности технической ткани с покрытием в среднем на 10%.4.
В связи влиянием значения модуля сдвига материала на напряженно-деформированноесостояние подобных конструкций теоретически обоснована и экспериментально подтвержденанеобходимость учета модуля сдвига материала при расчетах строительных конструкций изтехнических тканей с покрытием.5. Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволяют ихиспользовать при создании новых видов материалов с заранее заданными свойствами,улучшении характеристик существующих материалов и при прогнозировании «остаточной»несущей способности строительных конструкций из технических тканей с покрытием, а также,при разработке новых и улучшению существующих нормативных документов по испытаниям ирасчету строительных конструкций из технических тканей с покрытием.Перспективамидальнейшейразработкитемымогутявлятьсятеоретическиеиэкспериментальные исследования по расчету длительной прочности технических тканей спокрытием, работающих в составе строительных конструкций, а также учет влияниятемпературных воздействий на работу строительных конструкций из технических тканей спокрытием под нагрузкой.220СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
