В настоящее время в энергетической, химической промышленности и в авиакосмической технике широко применяются элементы конструкций, выполненные в виде тонких оболочек вращения и подвергающиеся в процессе эксплуатации неравномерному нагреву и воздействию различного рода силовых нагрузок. При этом поведение материалов в таких конструкциях подчиняется весьма сложным закономерностям и их расчёт на прочность, жёсткость и долговечность с одновременным учётом всех действующих факторов представляет собой весьма сложную задачу. Трудность решения таких задач заключается не только в сложной их постановке, но и в обеспечении достоверности получаемых результатов. Поэтому решение таких задач должно осуществляться с применением системного подхода. На основе системного подхода разработана методика решения комплексной задачи по оценке прочности и долговечности стальных оболочек вращения с учётом необратимых деформаций, повреждаемости материалов вследствие ползучести и высокотемпературной водородной коррозии. В качестве примера определено напряженно-деформированное состояние тонкостенных одно- и двухслойных оболочек со сложным меридианом. Расчёт произведён при совместном учёте факторов, влияющих на прочность и долговечность оболочек: воздействие высокой температуры, возникновение пластических деформаций, развитие деформаций ползучести, накопление повреждений в материале при ползучести и деградации механических свойств материала вследствие высокотемпературной водородной коррозии.
At present, the structural elements executed as thin rotation shells are widely used in the power and chemical industry and aerospace engineering. While in service, the considered elements can be exposed to non-uniform heating and influence of a variety of power loads. At the same time the material’s behavior obeys rather complex laws and their strength, rigidity and durability calculation with the account of all operational factors is a rather complex problem. The difficulty of solving such problems consists not only in their complex statement, but also in securing the reliability of the obtained results. Therefore, solving such problems should be effected by applying system approach. A method for complex task solution to assess the strength and durability of steel rotation shells with the account of the irreversible deformations, distribution of materials due to creep and high-temperature hydrogen corrosion is developed on the basis of the system approach. As an example, is the stress-strain state of thin-walled one- and two-layer shells with a complicated meridian. The defined simulation was made at the joint account of the factors affecting the strength and durability of shells: the impact of high temperature, the appearance of plastic deformations, the development of the strain creep, accumulation of damages in the material under creep and degradation of mechanical properties of the material due to high-temperature hydrogen corrosion.
1. Влияние высокотемпературной водородной коррозии на несущую способность составной конической оболочки сложной формы / А.В. Белов, А.А. Поливанов, А.Г. Попов // Современные проблемы науки и образования. – 2010. – № 4. (Электронный журнал). – URL: http://www.science-education.ru/92-4509 (дата обращения: 13.12.2011).
2. Поливанов А.А. Осесимметричное упругопластическое деформирование многослойных оболочек вращения с учетом повреждаемости материала при ползучести : автореферат дис. … канд. техн. наук. – Волгоград, 2004. – 19 с.
3. Белов А.В. Осесимметричное упругопластическое напряженно-деформированное состояние оболочек вращения с учетом повреждаемости материала при ползучести : автореферат дис. … канд. техн. наук. – Киев, 1989. – 18 с.
4. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. – М. : Наука, 1966. – 752 с.
5. Овчинников И.Г., Хвалько Т.А. Работоспособность конструкций в условиях высокотемпературной водородной коррозии. – Саратов, 2003. – 176 с.
6. Analysis of stress and strain state of plates and shells with due consideration of materials damageability thanks to time-dependent deformation and high-temperature hydrogen corrosion / А.В. Белов, А.А. Поливанов, А.Г. Попов // European journal of NATURAL HISTORY. – 2007. – № 4. – 148–150.
7. Applying of system approach to the analysis of elasto – plastic stressed – strained state of multiple layer shells / А.В. Белов, В.П. Багмутов, А.А. Поливанов // Proceedings of the International Conference “MECHANIKA – 2005”, Kaunas, “Technologija” / Kaunas University of Technology. – Каунас, 2005. – 511–516.
8. Damage Calculation Features of Multi-layered Shells of Rotation at Thermo – Viscous – Elasto – Plastic Strain / V. Bagmutov, A. Belov, A. Polivanov // MECHANIKA. – 2004. – No 3 (47). – P. 19–23.
9. Methods of multiple layer shell of rotation calculation with an account of materials damage at a creep / А.В. Белов, В.П. Багмутов, А.А. Поливанов // Proceedings of the International Conference “MECHANIKA – 2004”, Kaunas, “Technologija”/ Kaunas University of Technology. – Каунас, Литва, 2004. – 120–125.