Preview

НАУКА и ТЕХНИКА

Расширенный поиск

Нормальные напряжения при температурном изгибе составного стержня

https://doi.org/10.21122/2227-1031-2024-23-2-105-113

Аннотация

Существующие методики расчета температурных напряжений в составных стержнях имеют определенные недостатки. Важность этих расчетов связана с безопасностью и эффективностью подобных инженерных конструкций в таких отраслях, как строительство, машиностроение, авиация. В статье представлено исследование поведения составных стержней при температурном воздействии с учетом деформации изгиба и условий возникновения максимальных нормальных напряжений. Проанализированы составные стержни, состоящие из двух различных металлов, сваренных между собой. Разработана методика расчета нормальных напряжений, учитывающая физико-механические характеристики материалов составных частей, такие как модуль упругости и коэффициент температурного линейного расширения. Выявлены собственные нейтральные слои каждого металлического стержня, что позволяет более точно определить распределение напряжений в составных стержнях. Приведен пример аналитического расчета нормальных напряжений, возникающих в стержне, состоящем из стальной и алюминиевой частей. Построены эпюры нормальных напряжений по высоте составных стержней. Дополнительно был проведен МКЭ-анализ составного стержня при температурном воздействии, реализованный с помощью ПК Ansys 2023 R2. Результаты численного исследования с высокой точностью подтвердили данные, полученные теоретическим путем. Результаты проведенного исследования имеют важное значение для практического использования при проектировании и конструировании подобных составных конструкций, обеспечивая инженерам более точные данные для анализа влияния температурных напряжений.

Об авторах

А. И. Дудяк
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Доктор технических наук, профессор

Минск



В. М. Хвасько
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Магистр технических наук

Адрес для переписки:
Хвасько Виктория Михайловна –
Белорусский национальный технический университет,
пр. Независимости, 65/1,
220013, г. Минск, Республика Беларусь.
Тел.: +37517 293-92-36
hvasko.victoriya@gmail.com



Список литературы

1. Тимошенко, С. П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек / С. П. Тимошенко. М.: Наука, 1971. 730 с.

2. Тимошенко, С. П. Прочность и колебание элементов конструкций / С. П. Тимошенко. М.: Наука, 1975. 704 с.

3. Harris, B. Engineering Composite Materials / Bryan Harris. London: The Institute of Materials, 1999. 193 p.

4. Подскребко, М. Д. Сопротивление материалов /М. Д. Подскребко. Минск: Выш. шк., 2007. 797 с.

5. Старовойтов, Э. И. Сопротивление материалов / Э. И. Старовойтов. Гомель: БелГУТ, 1999. 219 с.

6. Дудяк, А. И. Изгиб составных балок / А. И. Дудяк, В. М. Хвасько // Теоретическая и прикладная механика: междунар. науч.-техн. сб. / БНТУ; редкол.: Ю. В. Василевич (пред. редкол., гл. ред.). Минск: БНТУ, 2022. Вып. 36. С. 118–120.

7. Дудяк, А. И. Температурные напряжения в биметаллическом стержне / А. И. Дудяк, В. М. Хвасько // Теоретическая и прикладная механика: междунар. науч.-техн. сб. / БНТУ; редкол.: Ю. В. Василевич (пред. редкол., гл. ред.). Минск: БНТУ, 2022. Вып. 36. С. 139–142.

8. Khvasko, V. M. Study of Bending Deformations of a Two-Supported Beam Using Ansys 22.2 / V. M. Khvasko, H. M. S. H. Bandara // Информационные технологии в образовании, науке и производстве [Электронный ресурс]: материалы науч.-техн. интернет-конференции, Минск, 21–22 ноября 2022 г. / сост. М. Г. Карасёва. Минск: БНТУ, 2023. С. 191–195. https://rep.bntu.by/handle/data/127990.

9. Barbero, E.J. Finite Element Analysis of Composite Materials Using Ansys / Ever J. Barbero. 2nd edition. New York: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2014. 82 p.

10. Jayalin, D. Analysis of Composite Beam Using Ansys / D. Jayalin, Prince G. Arulraj, V. Karthika // International Journal of Research in Engineering and Technology. 2015. Volume 04, Special Issue 09. P. 11–15. https://ijret.org/volumes/2015v04/i21/IJRET20150421003.pdf.


Рецензия

Для цитирования:


Дудяк А.И., Хвасько В.М. Нормальные напряжения при температурном изгибе составного стержня. НАУКА и ТЕХНИКА. 2024;23(2):105-113. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2024-23-2-105-113

For citation:


Dudjak A.I., Khvasko V.M. Normal Stresses with Temperature Bending of Composite Rod. Science & Technique. 2024;23(2):105-113. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2024-23-2-105-113

Просмотров: 79


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)