Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Строительная механика

Диссертационная работа:

Югов Алексей Александрович. Деформирование и разрушение железобетонных плит при высокоскоростном ударе летящим предметом конечной жесткости : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.17, 05.23.01.- Томск, 2006.- 167 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/1752

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Глава I. Математическая модель, описывающая процессы деформирования и разрушения в конструкционных материалах

в условиях высокоскоростного удара и взрыва

1.1. Система уравнений пористой упругопластической среды 16

  1. Универсальные уравнения механики сплошной среды 16

  2. Определяющие соотношения теории пластического

течения 18

  1. Уплотнение пористых сред в ударных волнах 20

  2. Уравнения состояния твердых тел 27

1.2. Разрушение материалов при динамическом нагружении 37

  1. Вязкое разрушение 3 7

  2. Хрупкое разрушение 45

  1. Начальные и граничные условия 53

  2. Краткие выводы к первой главе 54 Глава II. Математическое моделирование процессов деформирования и разрушения пористой высокопрочной керамики и металлокерамики при динамическом нагружении 55

  1. Разрушение керамики TiB2 и В4С 57

  2. Разрушение металлокерамики на основе ТіВ24С 60

  3. Взаимодействие цилиндрического компактного элемента с

жестким препятствием 66

  1. Проникание ударников из металлокерамики в алюминиевую мишень 71

  2. Исследование процессов ударного взаимодействия частиц керамических материалов в пневмоциркуляционном аппарате 75

  3. Краткие выводы ко второй главе 88

Глава III. Поведение бетона и железобетона в условиях 89 высокоскоростного удара

  1. Два подхода к расчету разрушения бетона 89

  2. Расчет прочности железобетонных плит на ударные нагрузки 100

  3. Краткие выводы по третьей главе 118 Глава IV. Расчет прочности конструкций из бетонных и железобетонных плит при взаимодействии с модельными снарядами 120

  1. Физико-математическая модель поведения песчаного грунта при динамическом нагружении 120

  2. Математическое моделирование процессов соударения модельных снарядов с конструкциями из бетонных плит и песчаного грунта 129

  3. Расчет прочности железобетонных стен обстройки реакторного отделения АЭС на действие от летящего предмета 134

4.4. Краткие выводы по четвертой главе 149
Заключение 150
Список литературы 152

Введение к работе:

Актуальность темы Стремление к уменьшению веса строительных конструкций при одновременном улучшении их качества (надёжности, экономичности) приводит к необходимости разработки более совершенных методов их расчетов на прочность Строительство многих объектов в настоящее время невозможно без учета их реакции на динамические нагрузки, к которым относится высокоскоростной удар. Создание надежных методов прочностных расчетов элементов конструкций, работающих в условиях динамических нагрузок является актуальной научно-технической задачей.

Выполняемые экспериментальные исследования без глубокого теоретического анализа часто не дают необходимого результата, несмотря на большие материальные и технические затраты Инженерные методы так же не отвечают в полной мере запросам практики в виду ограниченности сферы их применения

Несмотря на то, что в настоящее время посвящено довольно много работ математическому моделированию процессов удара твердых тел по различным мишеням (монолитным, многослойным, разнесенным и т д) выполненных из металлов, керамики, композиционных материалов, вопрос о расчете пробивания твердыми телами железобетонных плит остается не решенным в полной мере

Актуальность темы диссертации подтверждается тем, что работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 01-01-00813, 04-01-00856) и в рамках межотраслевой программы сотрудничества Министерства образования РФ и Министерства РФ по атомной энергетике по направлению «Научно-инновационное сотрудничество» (проект Разработка инженерных методик расчета строительных конструкций АЭС на воздействие ударных нагрузок)

Объект исследования - железобетонные плиты

Предмет исследования - процессы деформирования и разрушения железобетонных плит при высокоскоростном взаимодействии с ударником.

Цель работы: Разработка метода расчета прочности железобетонных плит на ударные нагрузки в диапазоне скоростей до 1000 м/с на основе модели динамического разрушения хрупких материалов, в которой разрушение рассматривается как процесс образования, роста и слияния микродефектов под действием приложенного напряжения

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследований:

разработать метод расчета прочности железобетонных плит на ударные нагрузки в диапазоне скоростей удара до 1000 м/с,

разработать блок подпрограмм расчета прочности железобетонных плит при высокоскоростном ударе к расчетному комплексу «РАНЕТ-3», позволяющему производить в полной трехмерной постановке решения задач ударного взаимодействия тел произвольной формы с различными преградами (монолитным, многослойным, разнесенным и т д ),

провести тестирование разработанных подпрограмм путем сравнения данных математического моделирования с результатами специально поставленного эксперимента по разрушению хрупких материалов в условиях высокоскоростного удара,

провести экспериментальные исследования по взаимодействию стальных цилиндрических ударников с железобетонными плитами;

в трехмерной постановке выполнить расчеты ударного взаимодействия железобетонных плит со стальными цилиндрическими ударниками,

провести сравнения данных математического моделирования с результатами эксперимента,

определить направление дальнейших исследований в развитие темы диссертационной работы;

Методология работы.

Исследования выполнены на основе фундаментальных законов сохранения массы, импульсов, энергии Экспериментальные исследования выполнены с использованием прецизионного измерительного оборудования в лаборатории НИИ ПММ при Томском государственном университете и в лаборатории испытаний строительных конструкций Томского государственного архитектурно-строительного университета, что обеспечило необходимую достоверность полученных результатов

Научная новизна работы:

Разработаны модели и методы расчета прочности бетонной и железобетонной плит в условиях высокоскоростного удара Динамическое разрушение рассматривается как процесс роста и слияния микродефектов под действием образующихся в процессе нагружения напряжений

Экспериментально определены параметры лицевых и тыльных отколов, глубины и диаметры кратеров, запреградные скорости ударников при ударном действии компактных и удлиненных цилиндрических ударников с бетонными и железобетонными плитами

Поставлена и решена задача о пробитии конструкции из бетонных плит, разделенных слоем песка модельными снарядами

— Решена задача расчета прочности бетонных и железобетонных плит на
действие летящего предмета конечной жесткости в диапазоне скоростей
50-1000 м/с В основу расчета положена феноменологическая теория и
теория, рассматривающая разрушения как процесс роста и слияния мик
родефектов Проведен анализ результатов и показана обоснованность
применения двух подходов к расчету динамической прочности бетонных
и железобетонных плит

Практическая значимость работы. Практическое значение работы состоит в создании в рамках программного комплекса «РАНЕТ-3» метода расчета бетонных и железобетонных конструкций на действие ударных нагрузок, позволяющего анализировать напряженно-деформированное состояние с учетом факторов физической нелинейности, включая появление и развитие трещин, и способствующего определению расчетным путем степени надежности конструкций

Достоверность результатов работы обеспечивается корректным использованием научных положений в области строительной механики, механики конструкций и теории прочности, современных методов проведения экспериментальных исследований и использовании сертифицированного прецизионного измерительного оборудования

Реализация работы. Результаты исследований использованы при выполнении научно-исследовательских работ в Центральном научно-исследовательском и проектно-экспериментальном институте промышленных зданий и сооружений ОАО «ЦНИИпромзданий»

Материалы диссертационных исследований используются в Томском государственном архитектурно-строительном университете при подготовке специалистов

Личный вклад диссертанта состоит.

в разработке модели и метода расчета прочности бетонной и железобетонной плит в условиях высокоскоростного удара,

в создании подпрограммы к расчетному комплексу «РАНЕТ-3»,

в разработке методики и проведении экспериментальных исследований бетонных и железобетонных плит на ударное взаимодействие со стальными цилиндрическими ударниками,

в проведении расчетов в трехмерной постановке бетонных и железобетонных плит на ударное взаимодействие со стальными цилиндрическими ударниками,

На защиту выносятся:

физико-математическая модель поведения бетонной и железобетонной сред для расчета прочности бетонных и железобетонных плит на ударные нагрузки,

метод расчета динамической прочности бетонных и железобетонных плит при ударном нагружении;

результаты экспериментальных исследований процессов ударного взаимодействия компактных и удлиненных ударников с бетонными и железобетонными плитами,

результаты решения задач ударного взаимодействия, в том числе неоднократного, ударников из хрупких материалов с преградами,

— расчет прочности бетонных и железобетонных плит на действие от ле
тящего предмета конечной жесткости,

— результаты решения задачи расчета прочности слоистой конструкции из
бетонных плит, разделенных слоем песка при внедрении ударника

Публикации.

По материалам диссертационных исследований опубликована монография с соавторами, 6 статей с соавторами в журналах, входящих в перечень ВАК Всего по теме диссертации опубликована 21 работа

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены, обсуждены и получили положительную оценку на региональной научной конференции «Естественные и гуманитарные науки в XXI веке» (Томск, ТГАСУ, 2003г), на Международной конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (Горно-Алтайск, 2004 г ), на III Международной научно-технической конференции «Строительство материалы, конструкции, технологии» (Братск, 2005г.), на 10-й Сибирской (Международной) конференции по железобетону (Новосибирск, 2004 г), на II Всероссийской (Международной) конференции по железобетону «Бетон и железобетон пути развития» (Москва, 2005 г), на международном конгрессе «Repair and Renovation of Concrete Structures» (Шотландия, 2005 г), на III научной конференции Волжского регионального центра РАРАН «Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения» (Саров, 2003 г ), на Международной научно-технической конференции «Архитектура и строительство, наука, образование, технологии, рынок» (ТГАСУ, Томск, 2002 г), на международной конференции «Лаврентьевские чтения по математики, механики и физики» (Новосибирск, 2005 г), на IX Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (Нижний Новгород, 2006 г), на международной научной конференции «Проблемы баллистики - 2006 г» (С Петербург, 2006 г), на IV -ой международной научно-практической Интернет - конференции «Состояние современной строительной науки - 2006 г

» (Полтава, 2006 г), на международных академических чтениях «Безопасность строительного фонда России» (Курск, 2006 г )

Объем и структура работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы из 162 наименований Она содержит 79 рисунков, 14 таблиц Общий объем работы 167 страниц

Подобные работы
Петреня Юрий Кириллович
Сопротивляемость деформированию и разрушению теплоустойчивых сталей с учетом полиморфизма микроразрушения при ползучести
Кашеварова Галина Геннадьевна
Математические модели деформирования и разрушения системы "здание-фундамент-основание" и вычислительные технологии оценки безопасных проектных решений
Творогова Марина Николаевна
Сопротивление деформированию и разрушению железобетонных конструкций с учетом нелинейных и неравновесных свойств и режимов нагружения
Моргунов Михаил Валерьевич
Деформирование и разрушение железобетонных балочных конструкций при переменном положении нагрузки и внезапных повреждениях
Демьянов Алексей Иванович
Деформирование и разрушение составных железобетонных балок в запредельных состояниях
Болдырев Андрей Викторович
Моделирование высокотемпературного деформирования и разрушения окисленных защитных оболочек твэлов в условиях запроектной аварии
Исаев Вячеслав Игоревич
Математические модели стержней, балок и плит в задачах сосредоточенного удара
Крупников Иван Владимирович
Упругопластическое деформирование и разрушение элементов трубопроводных систем
Ивахненко Виталий Васильевич
Влияние асимметрии цикла напряжений на деформирование и разрушение стали 15х2НМФА и сплава ВТ9 при малоцикловом нагружении
Веретимус Надежда Константиновна
Деформирование и разрушение несущих элементов с учетом полей накопленных повреждений

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net