Author:
Петров Михаил,Кибец Александр,Михайлов Борис,Гоник Екатерина,Иванов Виктор
Abstract
Экспериментальные исследования выполнены с целью изучения влияния сыпучего заполнителя на устойчивость оболочек при кручении. В отечественной и зарубежной литературе не обнаружены нами публикации, где рассматривалось бы устойчивость тонкостенных оболочек, заполненных сыпучим материалом, при кручении. Для выполнения экспериментов разработана и изготовлена специальная установка, позволяющая испытывать образцы на кручение, на изгиб и на сложное нагружение, нагружая образцы соответствующим образом. До испытаний производился отбор образцов на отсутствие дефектов в виде вмятин, овальности, разностенности, постоянства размеров поперечного сечения. Известно, что дефекты образцов существенно влияют на устойчивость. Образцы испытывались длиной 140 мм, 90 мм, 25 мм. Образцы изготавливались глубокой вытяжкой из высокопластичного алюминиевого сплава 3004 в состоянии Н19. В данном случае один конец образцов жестко закреплялся к установке, к другому концу прикладывался крутящий момент, который возрастал до потери устойчивости образцов. В начале и в конце испытания нагружали образцы малыми порциями, чтобы уловить начало движения и начало потери устойчивости. Установка позволяла создавать различные граничные условия образцов. В экспериментах измеряли крутящий момент и угол закручивания. Построены линейные зависимости угла закручивания от крутящего момента. Значит устойчивость терялась в упругости. Для образцов, заполненных сыпучим заполнителем, в начале процесса закручивания имело место нелинейная зависимость между крутящим моментом и углом закручивания. Это связано с возникновением сил трения между заполнителем и внутренней стенкой образцов, которые создавали противодействующий крутящий момент. Затем графики для пустых и заполненных образцов увеличивались параллельно друг другу.
Для пустых образцов [1] рассчитывались критические напряжения, критические углы закручивания, число образовавшихся волн, их направление. Получена сходимость расчетных и экспериментальных параметров в пределах 36%. Сыпучий заполнитель, в виде железного порошка увеличивал значение критического крутящего момента до 17%.
Publisher
Publishing House ASV (Izdatelstvo ASV)
Subject
Mechanics of Materials,Building and Construction,Civil and Structural Engineering,Computational Mechanics
Reference32 articles.
1. Volmir A.S. (1967) Ustoichivost deformiruemykh system. Stability of deformable systems. Moscow. Fizmatgiz. 984p.
2. Grigoliuk E.I. (1978) Ustoichivost obolochek. Shell Resistance. Moscow. Nauka. 360 p.
3. Pikul V.V. (2000) Current State of Shell Theory and Prospects for its Development. The current state of the theory of shells and the prospects for its development. Mekhanika tverdogo tela. no. 2: pp. 153-168.
4. Konoplev Yu.G. (1966) Experimental study of the problem of the action of a concentrated force on a cylindrical shell. Experimental study of the problem of the action of a concentrated force on a cylindrical shell. Kazan, KGU. no. 4: pp. 83-90.
5. Ilgamov M.A. (1964) Experimental study of the stability of a cantilevered cylindrical shell under the action of a transverse force and internal pressure. Research on the theory of plates and shells. Kazan, KGU, no. 2, pp. 186-191.