ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 539.3:519.6

Техническая механика, 2014, 2, 12 - 23

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПЛАСТИНЫ С УПРУГИМИ ПРОТЯЖЁННЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ НА ОСНОВЕ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Гудрамович В.С., Гарт Э.Л., Струнин К.А.

      Цель: численное исследование напряженно-деформированного состояния прямоугольных пластин, содержащих произвольно ориентированные протяженные (полосовые, полосовые со скруглениями на концах) включения, в зависимости от сочетания жесткостей включений, их размеров и ориентации, соотношения жесткостей включений и пластины. Метод: метод конечных элементов, реализованный в виде стандартного лицензионного пакета ANSYS. Результаты: проведен анализ влияния соотношения жесткостей включений и пластины (матрицы), их размеров, взаимной ориентации включений на распределение напряжений и деформаций для широкого диапазона материалов (в качестве таких материалов в статье взяты алюминий и его сплавы, сталь, медь). Построены графики распределения интенсивностей напряжений. Рассмотрены два включения в виде полос и полос со скруглениями на концах. Алгоритмы расчета позволяют рассмотреть напряженно-деформированное состояние при варьировании в широком диапазоне жесткостных характеристик протяженных включений, их формы, количества, а также соотношения жесткостей включений и матрицы (пластины). Проведенный анализ имеет научное и практическое значение для моделирования процессов порошковой металлургии и керамического производства, процессов деформирования сред с дискретными изменениями структуры и элементов конструкций с тонкими накладками и включениями.

Численное исследование, напряженно-деформированного состояния, включения, метод конечных элементов, стандартного лицензионного пакета ANSYS.

1. Бенерджи П. Метод граничных элементов в прикладных науках : Пер. с англ. / П. Бенерджи, Р. Баттерфилд. – М. : Мир, 1984. – 496 с.

2. Васидзу К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности / К. Васидзу. – М. : Мир, 1987. – 544 с.

3. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы : Пер. с англ. / Р. Галлагер. – М. : Мир, 1984. – 428 с.

4. Гарт Э. Л. Численный анализ процесса упруго-пластического деформирования структурированных сред / Э. Л. Гарт, В. С. Гудрамович //Доп. НАН України. –2012. – №5. – С. 49 – 56.

5. Гарт Э. Л. Конечноэлементный анализ плоскодеформируемых сред с включениями / Э. Л. Гарт // Вісник Дніпропетр. ун-ту. Сер. : Механіка. – 2011. – Вип. 15, т. 2. – С. 39 – 47.

6. Гарт Э. Л. Проекційно-ітераційні схеми реалізації методу скінченних елементів у задачах деформуван- ня пластин з отворами та включеннями / Э. Л. Гарт, В. С. Гудрамович // Математичні методи і фізико- механічні поля. – 2013. –Т. 56, № 2. – С. 48 – 59.

7. Гудрамович В. С. Моделирование напряженно-деформированного состояния оболочечных конструкций ракетной техники и энергетики / В. С. Гудрамович // Техническая механика. – 2013. – С. 97 – 104.

8. Гудрамович В. С. Проекционно-итерационные схемы метода конечных элементов в задачах деформирова- ния структурированных сред / В. С. Гудрамович, Э. Л. Гарт // Сучасні проблеми механіки та математики : Матер. Міжн. наук. конф. присв. 85-річчю від дня народж. академіка Я. С. Підстригача (21 – 25 травня 2013 р., Львів) : в 3-х т. – Львів : ІППММ ім. Я. С. Підстригача НАН України, 2013. – Т. 1. – С. 32 – 33.

9. Гультяев В. И. Закономерности пластического деформирования конструкционных материалов при сложном нагружении / В. И. Гультяев : автореф. дис…д-ра техн. наук. – Тверь : Изд-во ТГТУ, 2012. – 44 с.

10. Зенкевич О. Конечные элементы и аппроксимация : Пер. с англ. / О. Зенкевич, К. Морган. – М. : Мир, 1986. – 318 с.

11. Коваль Ю. Н. Деформационные и релаксационные явления при превращениях мартенситного типа / Ю. Н. Коваль, В. А. Лободюк. – К. : Наук. думка, 2010. – 288 с.

12. Ляшенко Б. А. Упрочнение поверхности металлов покрытиями дискретной структуры с повышенной адгезионной и когезионной стойкостью / Б. А. Ляшенко, Ю. А. Кузема, М. С. Дигам. – К. : Ин-т про- блем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины. – 1984. – 57 с.

13. Ляшенко Б. А. Упрочняющие покрытия дискретной структуры / Б. А. Ляшенко, А. Я. Мовшович, А. И. Долматов // Технологические системы. – 2001. – № 4. – С. 17 – 25.

14. Максименко А. Л. Багатомасштабне моделювання впливу жорстких вкраплень на спікання / А. Л. Максименко, А. В. Кузьмов // Наукові нотатки. Міжвуз. зб. – Вип. 25, част. II. – Луцьк : Изд-во ЛНТУ, 2009. – С. 143 – 146.

15. Подгайский М. С. Термическое армирование проката / М. С. Подгайский // Металловедение и терми- ческая обработка металлов. – 1992. – № 10. – С. 20 – 23.

16. Самарский А. А. Методы решений точных уравнений / А. А. Самарский, Е. С. Николаев. – М. : Наука, 1972. – 592 с.

17. Скороход В. В. Реологические основы теории спекания / В. В. Скороход. – К. : Наук. думка, 1972. – 152 с.

18. Сулим Г. Т. Основи математичної теорії термопружної рівноваги деформівних твердих тіл з тонкими включеннями / Г. Т. Сулим. – Львів, 2007. – 716 с.

19. ANSYS release 11.0. Documentation for ANSYS WORKBENCH [Электронный ресурс], 2007.

20. Barrallier L. Residual stress analysis in nitrided layers. A comparison between the X-ray diffraction technique and a thin plate deflection method / L. Barrallier, J. Barralis, J. Frey // Bull. Cercleetud. metaux. – 1993. – Vol. 16, № 7. – Р. 4.1 – 4.12.

21. Honein T. On bonded inclusions with circular or straight boundaries in plain elastostatics / T. Honein, G. Herrmann // Trans. ASME. Journ. of Applied Mechanics. – 1990. – Vol. 57. – P. 850 – 856.

22. Olevsky E. A. On line sintering strength of ceramic composites / E. A. Olevsky, A. Maximenko, O. Van Der Biest // Intern. Journ. of Mechanical Sciences. – 2002. – Vol. 44. – P. 756 – 770.

23. Olevsky E. A. Theory of sintering: from discrete to continuum / E. A. Olevsky // Material Science and Engi- neering, Reports: A Review Journal, R23. – 1998. – P. 41 – 100.

24. Rose L. R. F. An application of the inclusion analogy for banded reinforcements / L. R. F. Rose // Intern/ Journ. of Solids and Structures. – 1981. – Vol. 17, № 8. – P. 827 – 838.

Copyright (©) 2014 Гудрамович В.С., Гарт Э.Л., Струнин К.А.

Copyright © 2014-2018 Техническая механика