Автореферат (1149330)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиЕВСТИФЕЕВ Алексей ДмитриевичВРЕМЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ ПЛАСТИЧЕСКОГОДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ01.02.04 – Механика деформируемого твердого телаАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург 2015Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете.Научный руководитель:доктор физико-математических наук,член-корреспондент РАН,профессор ПЕТРОВ Юрий ВикторовичОфициальные оппоненты:доктор технических наук, профессорРУТМАН Юрий Лазаревич(Санкт-Петербургский государственныйархитектурно-строительный университет,профессор кафедры строительной механики)доктор технических наук,старший научный сотрудникАБРАМЯН Андрей Карэнович(Институт проблем машиноведения РАН, главныйнаучный сотрудник лаборатории гидроупругости)Ведущая организация:Федеральноегосударственноеавтономноеобразовательноеучреждениевысшегообразования «Нижегородский государственныйуниверситет им.

Н.И. Лобачевского» (ННГУ)Защита состоится2 апреля 2015 г. в 15 часов на заседаниидиссертационного советаД212.232.30при Санкт-Петербургскомгосударственном университете по адресу: 198504, Санкт-Петербург,Старый Петергоф, Университетский пр., 28, математико-механическийфакультет, ауд. 405.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им.М. Горького Санкт-Петербургского государственного университета поадресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9 и на сайтеhttp://spbu.ru/science/disser/soiskatelyu-uchjonoj-stepeni/dis-list/details/14/361Автореферат разослан “ ___ ” ___________ 2015 г.Ученый секретарь диссертационногосовета, доктор физ.-мат.

наук2Кустова Е.В.ОБЩАЯ ХРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫЗа последние десятилетия значительно усилился интерес кизучению поведения твердых тел в условиях интенсивныхвысокоскоростных воздействий. Это произошло в связи снеобходимостью решения ряда проблем. К примеру, анализраспространения взрывных волн и их взаимодействие ссооружениями.

Необходимость расчетов на динамическуюпрочность в стандартных инженерных расчетах стала очевидна.Еще несколько десятилетий назад основной проблемой,препятствующей бурному развитию науки о «динамическихразрушениях», являлось отсутствие необходимого количестваэкспериментальных данных. В настоящее же время полученныхэкспериментальных данных много и основной задачей является иханализ на основе существующих моделей разрушения.Важно отметить, что с увеличением числа работ, усиливаютсяразногласия между группами исследователей как по поводузначений тех или иных характеристик конкретных материалов, таки по поводу качественного характера изменения прочностныхсвойств. Появляются новые экспериментальные результаты,которые не вписываются в традиционные представления и неописываютсяизвестнымимоделями.Особенномногопротиворечий возникает относительно поведения материалов вусловияхбыстроменяющихсяхарактеристиквнешнеговоздействия.

Обычно это происходит при разном пониманиитермина «разрушение». Можно считать, что разрушение – эторазрыв образца после пластической деформации, или хрупкоеразделениеобразцаначасти,илижеобразованиемакроскопического дефекта, регистрируемого аппаратурой и т.д.Также необходимо учитывать, что поведение материала в условияхвысокоскоростного нагружения отличается от поведения вквазистатическом случае на качественном уровне и не может бытьобъяснено статическими моделями с поправкой на «коэффициентдинамичности».Для решения поставленных задач механики разрушениянеобходимо иметь простой и понятный критерий разрушения.Предполагается, что он должен иметь простой и ясный физический3смысл.

Все параметры выбранного критерия должны быть описаныв научной литературе или иметь возможность их определения порезультатам экспериментов. Очевидно, что теоретические подходыи экспериментальные методы должны быть согласованы.В настоящей работе используется феноменологический подход втеории динамического разрушения, основанный на системеопределяющих параметров, не зависящих от способа и историинагружения. Данный подход позволяет объяснять разнородныеэффекты, наблюдаемые в ходе экспериментов по динамическомуразрушению материалов, и дать не только качественное, но иколичественноеобъяснениерядаважныхэффектоввысокоскоростного динамического разрушения.

К примеру,хрупкость и пластичность не неизменные свойства материалов, авсего лишь состояния, в которых материалы могут находиться взависимости от таких факторов, как температура, скоростьдеформации, влагонасыщенность и т.д.Предлагается посмотреть на проблемы механики разрушения вкомплексе, учитывая скорость приложения нагрузки, температуру,а также другие немаловажные факторы.

Отметим, что в настоящейработе не исследуются вопросы о надежности, долговечности, алишь анализируются возможности и свойства материалов вразличных режимах эксплуатации. Особое внимание уделенооценке прочности материала при высокоскоростных режимахнагружения. Это является отправной точкой в исследованиипроцессов динамического деформирования и тем самым даетвозможность для внедрения всего комплекса накопленных знаний врасчетные модели.Актуальность темы обусловлена необходимостью разработки ивнедрения простых, и в тоже время универсальных расчетныхсхем, позволяющихколичественно определить прочностныесвойства материалов в широком диапазоне параметров внешнеговоздействия. Подобная потребность возникает, например, прирасчетах конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам.Предметом исследования является зависимость прочностныхсвойств материалов от скорости деформации, а также оттемпературы и влагонасыщенности.4Цель работы - разработка расчетной схемы для определенияпрочностных характеристик материалов в широком диапазонеизменения параметров внешнего воздействия с использованиемкритерия инкубационного времени.В настоящей работе решаются следующие задачи:1.

Разработка методов определения прочностных характеристикматериалов в широком диапазоне изменения параметров внешнеговоздействия по результатам экспериментальных исследований вквазистатических и динамических режимах нагружения;2. Определение условий хрупко-вязкого перехода при изменениитемпературы и скорости деформации;3. Объяснение эффектов динамического разрушения бетонов игорных пород, связанных со сменой преобладания прочностныххарактеристик в зависимости от материала и внешних условийэксплуатации.Положения, выносимые на защиту:Определение прочностных характеристик материала поэкспериментальным данным, полученным по схемеКольского, в условиях хрупкого разрушения в широкомдиапазоне изменения скоростей деформации;Определение условий перехода материала в пластическоесостояние в широком диапазоне изменения скоростидеформации и температуры; определение зависимостисмены типа разрушения от температуры и скоростиприложения нагрузки для некоторых видов стали;Методика анализа эффектов динамического разрушениябетонов и горных пород, связанных со сменойпреобладания прочностных характеристик в зависимости отматериала и внешних условий.Методыисследованиябазируютсянаапробированныхфизических моделях.

Для построения скоростных зависимостейпрочностных параметров материалов используется критерийинкубационного времени и специально разработанные сервисные5программы в математическом комплексе Mathcad и в облачномсервисе на языке Python.Достоверность результатов основана на верификации расчетныхданных, полученных с использованием критерия инкубационноговремени, с экспериментальными данными, полученными в ходеизучения научной литературы и в тесном сотрудничестве соспециалистами ведущих лабораторий мира, такими как: DynaMatInterdepartmental Laboratory в Швейцарии и лаборатория НаучноисследовательскогоинститутамеханикиНижегородскогогосударственного университета имени Н.И.

Лобачевского.Научная новизна и практическая ценность.Полученные характеристики материала позволяют качественно икомплексно подходить к оценке прочности эксплуатируемыхобъектов в широком диапазоне изменения параметров внешнеговоздействия. Поскольку предложенные критерии и методы расчетане требуют больших вычислительных мощностей, то они могутбыть предложены в качестве основных подходов при оперативнойоценке прочности. Для применения критерия инкубационноговремени в инженерной практике необходимо проведениеэкспериментов в динамическом и квазистатическом. Предлагаемыеподходыпозволяютсущественносократитьколичествопроводимых экспериментов, а также провести границу междуквазистатическим и динамическим режимом нагружения длякаждого конкретного материала.

Более того, использованиекритерия инкубационного времени позволяет объяснить рядэффектов динамического разрушения и подобрать материалы подзаданные условия эксплуатации в широком диапазоне измененияпараметров внешнего воздействия.В ходе исследовательской работы получены расчетные схемы дляопределения прочностных характеристик материала в условияххрупкого разрушения и пластического деформирования приквазистатических и динамических воздействиях.Результаты исследования могут быть полезны в инженернойпрактике, например при строительстве объектов в сейсмически6опасных регионахавтомагистралей.илиприпроектированиискоростныхПредложенные методы хорошо показали себя в комплексномподходе по изучению прочностных свойств материала в рамкахлабораторных исследований, дополняя недостаточное количестводанныхэкспериментов.Применениеавтоматизированныхрасчетных схем обработки экспериментальных данных позволилоснизить влияние человеческого фактора в части анализаполученных результатов.Апробация работы.

Результаты работы обсуждались на семинарахкафедрытеорииупругостиСанкт-Петербургскогогосударственного университета, а также на всероссийских имеждународных конференциях: Международная молодежнаянаучная конференция «37 Гагаринские чтения», (Москва, 2011); «9я Международная конференция пользователей ANSYS/CADFEM»,(Москва, 2011); Седьмая всероссийская конференция «Проблемыобеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму»,(Санкт-Петербург, 2012); 10th International DYMAT Conference,(Freiburg – Germany, 2012); конференция и заседание Научногосовета ОСН РААСН "Механика разрушения бетона, железобетонаи других строительных материалов", (Санкт-Петербург, 2012);Девятая Международная конференция по Неравновеснымпроцессам в соплах и струях (NPNJ'2012), (г.

Алушта, 2012); 12thYouth Symposium on Experimental Solids Mechanics, (Bari, Italy,2013), Научная конференция «Проблемы прочности, динамики иресурса», (г. Нижний-Новгород, 2014).Публикации. По теме работы имеется 7 публикаций, в том числе4 публикации в журналах, рекомендованных ВАК ([1-4]), 2 из нихвключены в систему цитирования Scopus [3-4]. В работах [1-7]Петрову Ю.В. и Груздкову А.А. принадлежит общее руководство.В работах [1-2] соискатель получил расчетные кривые точекхрупко-вязкого перехода, зависящие от скорости деформации итемпературы. В работе [3] соискатель выполнил часть расчетов иучаствовал в объяснении ряда принципиальных эффектовдинамического разрушения.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации