Архив номеров

Сформулирована задача определения термоупругопластического состояния плоского армированного диска, вращающегося с постоянной угловой скоростью. Конструкция жестко закреплена на валу или ступице (возможно, с натягом); к внешней кромке полотна диска прикреплены лопатки. Материалы компонентов композиции однородны и изотропны и подчиняются гипотезе единой кривой; их термомеханическое состояние описывается теорией малых упругопластических деформаций. Структуры армирования полотна диска обладают радиальной симметрией. Разработана структурная модель механики композитов, учитывающая сложное напряженное состояние во всех материалах компонентов композиции и позволяющая описывать термоупругопластическое поведение композиций даже с пространственными структурами армирования. Сформулированная физически нелинейная задача решается с применением метода переменных параметров упругости. Проведены расчеты однородных и армированных дисков по трем предельным состояниям: 1) по предельному упругому состоянию; 2) по предельному состоянию автоскрепления, когда при разгрузке впервые возникает вторичная пластичность; 3) по предельному состоянию, соответствующему начальному разрушению одного из субструктурных элементов композиции. Исследованы случаи армирования полотна диска по перекрестным прямолинейным траекториям и логарифмическим спиралям, а также по радиальным и/или окружным направлениям. Сравнение проведено для дисков одинаковой массы. Рассматриваются диски из магниевого или титанового сплавов, армированные стальной проволокой или волокнами SiC. Показано, что при температуре естественного состояния наибольшей несущей способностью обладают диски из высокопрочной стали, а при наличии теплового воздействия – армированные Ti–SiC-диски, профилированные так, чтобы суммарная плотность армирования в них была постоянной.