Анализ живучести пластины из высокопористого проницаемого ячеистого материала при циклическом термонагружении
| Авторы: Покровский А.М., Воронов Ю.В., Чернышев И.А. | Опубликовано: 30.05.2014 |
| Опубликовано в выпуске: #6(651)/2014 | |
| Раздел: Расчет и конструирование машин | |
| Ключевые слова: высокопористый ячеистый материал, термонагружение, долговечность, живучесть, полуэллиптическая трещина, метод конечных элементов, уравнение Пэриса |
В настоящее время все большее значение приобретает проблема изготовления деталей и конструкций из высокопористых проницаемых ячеистых материалов (ВПЯМ), имеющих сетчато-ячеистую структуру и обладающих уникальными физико-механическими и эксплуатационными свойствами. Использование ВПЯМ особенно актуально при изготовлении эффективных теплообменных устройств, фильтров, катализаторов, конструкций для поглощения различных видов энергии. В статье разработана методика прогнозирования долговечности пластины из ВПЯМ при циклическом термонагружении путем расчета на живучесть в детерминированной постановке с использованием уравнения Пэриса. Для определения коэффициента интенсивности напряжений по фронту полуэллиптической трещины использован конечно-элементный комплекс ANSYS. Приведены результаты экспериментального исследования физико-механических свойств ВПЯМ, необходимых для математического моделирования. Представлены результаты численной реализации применительно к неприкатанным и прикатанным пластинам, работающим в качестве стенок экологически безопасного промышленного водогрейного котла. Показано, что прикатка пластины приводит к увеличению ее долговечности при термонагружении приблизительно в 1,5 раза.
Литература
[1] Анциферов В.Н., Храмцов В.Д., Поливода А.И., Волков Е.П., Цой Г.А., Бевз А.П. Высокопористые проницаемые материалы для экологически безопасных теплогенераторов. Перспективные материалы, 2008, № 6, с. 5–10.
[2] Мураками Ю., ред. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений. Т. 2. Москва, Мир, 1990. 1016 с.
[3] Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упруго-пластического разрушения. Ч. 1. Основы механики разрушения. Москва, ЛКИ, 2008. 352 с.
[4] Черепанов Г.П. Механика разрушения. Ижевск, Институт компьютерных исследований, 2012. 872 с.
[5] Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 591 с.
[6] Бахвалов Н.С., Корнев А.А., Чижонков Е.В. Численные методы. Решения задач и упражнения. Москва, Изд-во Дрофа, 2009. 393 с.
[7] Гусев А.С. Вероятностные методы в механике машин и конструкций. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 224 с.
