Зайко Надежда Юрьевна, Любимова Ольга Николаевна Температурные напряжения в соосных сопряженных цилиндрических системах и композиционных материалах с разной степенью проскальзывания по границе контакта // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2022. № 4(54). С. 5-13. DOI: https://doi.org/10.37972/chgpu.2022.54.4.001. EDN: CYPEZM.

Автор(ы)

Зайко Надежда Юрьевна — Дальневосточный федеральный университет

Любимова Ольга Николаевна — Дальневосточный федеральный университет

Название статьи

Температурные напряжения в соосных сопряженных цилиндрических системах и композиционных материалах с разной степенью проскальзывания по границе контакта

Название (англ.): Temperature stresses in coaxial coupled cylindrical systems and composite materials with varying degrees of slippage along the contact boundary

Индекс(ы) УДК

531.534

DOI

10.37972/chgpu.2022.54.4.001

EDN

CYPEZM

Ключевые слова

термонапряженное состояние; контактная задача; соосные цилиндрические системы; слоистые композиционные материалы

Аннотация

Температурные напряжения в сопряженных системах, выполненных из разных материалов и в слоистых конструкционных материалах, даже при условии равномерного распределения температуры являются в первую очередь следствием разных механических свойств материалов, из которых выполнены сопряженные элементы или слои. В тоже время существенное влияние на общую картину температурных напряжений оказывают свойства сопряжения разнородных материалов и тип полученного соединения: склейка, сварка, или горячая посадка; идеальный контакт, свободное или частичное проскальзывание в разных направлениях. Предложено условие и метод совместного деформирования соосных цилиндров при разных условиях сопряжения по боковым поверхностям при неоднородных термомеханических характеристиках с учетом стесненного перемещения вдоль образующей для разных качественных условий взаимодействия на границе сопряжения. Метод позволяет существенно упростить задачу при условии термоупругого деформирования слое, а в случае вязкоупругого поведения с простыми ядрами релаксации позволяет получить аналитическое решение. Практическая значимость метода заключается в возможности моделирования технологических и остаточных напряжений в слоистых конструкционных цилиндрических системах, работающих в условиях циклического нагрева - охлаждения до высоких температур.

Даты

Поступила: 01.12.2022; Принята: 25.12.2022; Опубликована: 30.12.2022

Страницы

5-13

Полная версия статьи

Скачать PDF

QR-код EDN

1. Ю. П.Трыков Л. М. Гуревич Д. В. Проничев. Композиционные переходники // ВолгГТУ, РПК "Политехник"-Волгоград. 2007. 328 с.
2. Ю. П. Трыков Л. М. Гуревич В.Г. Шморгун. Титаностальные композиты и соединения // Монография. ВолгГТУ.-Волгоград. 2013. 344 с.
3. Л. А.Агловян Р. С. Геворкян. О действии дискретной нагрузки на слоистые пластины, состоящие из чередующихся упругих и реологических слоев. Москва: Наука, 1996. С. 71-81.
4. И.Г. Горячева И. В. Фельдштейн. Анализ влияния внутренней системы дефектов на напряженное состояние упругих тел // Изв. РАН МТТ. 1996. № 5. С. 55-61.
5. И. Г. Горячева Е. В. Торская. Напряженное состояние двуслойного упругого основания при неполном сцеплении слоев // Трение и износ. 1998. № 19(3). С. 289-296.
6. А. И. Свириденок С. А. Чижик М. И. Петроковец. Механика дискретного фрикционного контакта. 1990. 289-296 с.
7. Штаерман И. Я. Контактная задача теории упругости. 1949. 270 с.
8. Милов А. Б. О вычислении контактной жесткости цилиндрических соединений. 1973. С. 70-72.
9. Теплый М. И. Контактные задачи для тел с круговыми границами. Львов: Выща школа, 1980. 176 с.
10. И. Г. Горячева А. П. Горячев Ф. Садеги. Контактирование упругих тел с тонкими вязкоупругими покрытиями в условиях трения качения или скольжения // Прикл. матем. и мех. № 59(4).
11. В. В. Можаровский В. Е. Старжинский. Прикладная механика слоистых тел из композитов: Плоские контактные задачи // Наука и техника. 1988.
12. Б. Л. Пелех А. В. Максимук И. М. Коровайчук. Контактные задачи для слоистых элементов конструкций. Киев: Наук. Дум., 1988.
13. Саркисян В. С. Контактные задачи для полуплоскостей и полос с упругими накладками. Ереван: Изд-во Ереванского ун-та, 1983. 260 с.
14. Xiao Yi Wang Wen-Xue Takao Yoshihiro.. Two dimensional contact stress analysis of composite laminates with pinned - joint. № 81.
15. Любимова О. Н. Моделирование параметров температурного режима при изготовлении стеклометаллокомпозита // Теплофизика и аэромеханика. 2017. № 24(1). С. 127-135. EDN: VNBKCA
16. Любимова О. Н. Особенности структуры зоны соединения стекла и стали в технологии получения стеклометаллокомпозита // Материаловедение. 2017. № 4. С. 3-7. EDN: YJWERN
17. Любимова О. Н. Моделирование поведения несогласованного спая стекла с металлом с учетом свойств зоны соединения // Физическая мезомеханика. 2016. № 19(2). С. 114-120. EDN: VUYTXH
18. Галин Л. А. Развитие теории контактных задач // Наука. 1976. 494 с.
19. Pikul V. V. A Cylindrical Shell Made of Glass-Metal Composite // Applied Mechanics and Materials. 2015. № 24(1). С. 230-235.  DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.756.230
20. Пикуль В. В. Перспективы создания слоистого композита на основе стекломатериалов // Перспективные материалы. 1999. № 1. С. 34-42.
21. Lyubimova O. N. Characterisation of the mechanical and corrosive properties of newly developed glass-steel composites // Materials in Technologies. 2016. № 50(1). С. 95-100.  DOI: 10.17222/mit.2014.305 EDN: WPKIXV
22. Галанин М. П. Математическое моделирование термоупругогопластического контактного взаимодействия системы тел // Mathematica Montisnigri. 2014. № 30. С. 99-114.
23. Burenin A. A. Stress relaxation in cylindrical glass-to-metal junctions with account for the quality of a junction region // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. 2018. № 59(6). С. 1095-1103.  DOI: 10.1134/S0021894418060159 EDN: PQJUXG
24. Любимова О. Н. Метод расчета эволюции напряжений в стеклометаллокомпозите с учетом структурных и механических релаксационных процессов // Вычислительная механика сплошных сред. 2019. № 12(2). С. 215-229.  DOI: 10.7242/1999-6691/2019.12.2.19 EDN: YYPPFE

1. Trykov Yu.P., Gurevich L.M., Pronichev D.V. Composite Transition Pieces. Volgograd, Volgograd State Technical University, RPK “Politekhnik” Publ., 2007. 328 p. (In Russian).
2. Trykov Yu.P., Gurevich L.M., Shmorgun V.G. Titanium-Steel Composites and Joints. Monograph. Volgograd, Volgograd State Technical University Publ., 2013. 344 p. (In Russian).
3. Aglovyan L.A., Gevorkyan R.S. On the action of a discrete load on laminated plates consisting of alternating elastic and rheological layers. Moscow, Nauka Publ., 1996, pp. 71–81. (In Russian).
4. Goryacheva I.G., Fel'dshtein I.V. Analysis of the influence of an internal defect system on the stress state of elastic bodies. Izvestiya RAN. Mekhanika Tverdogo Tela, 1996, no. 5, pp. 55–61. (In Russian).
5. Goryacheva I.G., Torskaya E.V. Stress state of a two-layer elastic foundation with incomplete bonding of layers. Trenie i Iznos, 1998, vol. 19, no. 3, pp. 289–296. (In Russian).
6. Sviridenok A.I., Chizhik S.A., Petrokovets M.I. Mechanics of Discrete Frictional Contact. 1990. 289 p. (In Russian).
7. Shtaerman I.Ya. Contact Problem of the Theory of Elasticity. 1949. 270 p. (In Russian).
8. Milov A.B. On the calculation of contact stiffness of cylindrical joints. 1973, pp. 70–72. (In Russian).
9. Teplyi M.I. Contact Problems for Bodies with Circular Boundaries. Lviv, Vyshcha Shkola Publ., 1980. 176 p. (In Russian).
10. Goryacheva I.G., Goryachev A.P., Sadeghi F. Contact of elastic bodies with thin viscoelastic coatings under rolling or sliding friction. Prikladnaya Matematika i Mekhanika, vol. 59, no. 4. (In Russian).
11. Mozharovskii V.V., Starzhinskii V.E. Applied Mechanics of Laminated Composite Bodies: Plane Contact Problems. Nauka i Tekhnika Publ., 1988. (In Russian).
12. Pelekh B.L., Maksimyuk A.V., Korovaichuk I.M. Contact Problems for Layered Structural Elements. Kyiv, Naukova Dumka Publ., 1988. (In Russian).
13. Sarkisyan V.S. Contact Problems for Half-Planes and Strips with Elastic Overlays. Yerevan, Yerevan University Publ., 1983. 260 p. (In Russian).
14. Xiao Y., Wang W.X., Takao Y. Two-dimensional contact stress analysis of composite laminates with pinned-joint, no. 81.
15. Lyubimova O.N. Modeling parameters of the temperature regime in manufacturing a glass-metal composite. Teplofizika i Aeromekhanika, 2017, vol. 24, no. 1, pp. 127–135. EDN: VNBKCA. (In Russian).
16. Lyubimova O.N. Structural features of the joint zone of glass and steel in the technology of producing a glass-metal composite. Materialovedenie, 2017, no. 4, pp. 3–7. EDN: YJWERN. (In Russian).
17. Lyubimova O.N. Modeling the behavior of a mismatched glass-to-metal seal with allowance for the properties of the joint zone. Fizicheskaya Mezomekhanika, 2016, vol. 19, no. 2, pp. 114–120. EDN: VUYTXH. (In Russian).
18. Galin L.A. Development of the Theory of Contact Problems. Moscow, Nauka Publ., 1976. 494 p. (In Russian).
19. Pikul V.V. A cylindrical shell made of glass-metal composite. Applied Mechanics and Materials, 2015, vol. 756, pp. 230–235. DOI: 10.4028/[www.scientific.net/AMM.756.230](http://www.scientific.net/AMM.756.230).
20. Pikul V.V. Prospects for creating a layered composite based on glass materials. Perspektivnye Materialy, 1999, no. 1, pp. 34–42. (In Russian).
21. Lyubimova O.N. Characterisation of the mechanical and corrosive properties of newly developed glass-steel composites. Materials in Technologies, 2016, vol. 50, no. 1, pp. 95–100. DOI: 10.17222/mit.2014.305. EDN: WPKIXV.
22. Galanin M.P. Mathematical modeling of thermoelastoplastic contact interaction of a system of bodies. Mathematica Montisnigri, 2014, no. 30, pp. 99–114. (In Russian).
23. Burenin A.A. Stress relaxation in cylindrical glass-to-metal junctions with account for the quality of a junction region. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2018, vol. 59, no. 6, pp. 1095–1103. DOI: 10.1134/S0021894418060159. EDN: PQJUXG.
24. Lyubimova O.N. Method for calculating stress evolution in a glass-metal composite with allowance for structural and mechanical relaxation processes. Vychislitel'naya Mekhanika Sploshnykh Sred, 2019, vol. 12, no. 2, pp. 215–229. DOI: 10.7242/1999-6691/2019.12.2.19. EDN: YYPPFE. (In Russian).

Авторские права и лицензия

© 2022 Автор(ы). Статья публикуется в открытом доступе на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» 4.0 Всемирная (CC BY 4.0), которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего указания авторства. Авторские права на статью сохраняются за авторами.