1
Íà ïðàâàõ ðóêîïèñè
ßçûåâ Cåðäàð Áàòûðîâè÷
ÓÑÒÎÉ×ÈÂÎÑÒÜ ÑÒÅÐÆÍÅÉ ÏÐÈ ÏÎËÇÓ×ÅÑÒÈ
Ñ Ó×ÅÒÎÌ ÍÀ×ÀËÜÍÛÕ ÍÅÑÎÂÅÐØÅÍÑÒÂ
05.23.17 – Ñòðîèòåëüíàÿ ìåõàíèêà
ÀÂÒÎÐÅÔÅÐÀÒ
äèññåðòàöèè íà ñîèñêàíèå ó÷åíîé ñòåïåíè
êàíäèäàòà òåõíè÷åñêèõ íàóê
Ðîñòîâ-íà-Äîíó 2010 2
Ðàáîòà âûïîëíåíà â Ãîñóäàðñòâåííîì îáðàçîâàòåëüíîì ó÷ðåæäåíèè âûñøåãî ïðîôåññèîíàëüíîãî îáðàçîâàíèÿ «Ðîñòîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé ñòðîèòåëüíûé óíèâåðñèòåò»
Íàó÷íûé ðóêîâîäèòåëü: äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîð Ïàíàñþê Ëåîíèä Íèêîëàåâè÷
Îôèöèàëüíûå îïïîíåíòû: äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîð Ñîáîëü Áîðèñ Âëàäèìèðîâè÷ êàíäèäàò òåõíè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîð Êóäèíîâ Îëåã Àëåêñàíäðîâè÷
Âåäóùàÿ îðãàíèçàöèÿ: ÃÎÓ ÂÏÎ Ìîñêîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé ñòðîèòåëüíûé óíèâåðñèòåò (ÌÈÑÈ)
Çàùèòà ñîñòîèòñÿ « 29 » îêòÿáðÿ 2010 ãîäà â 10 ÷àñîâ, íà çàñåäàíèè äèññåðòàöèîííîãî ñîâåòà ÄÌ212.207.02 ïðè Ðîñòîâñêîì ãîñóäàðñòâåííîì ñòðîèòåëüíîì óíèâåðñèòåòå ïî àäðåñó: 344022, ã. Ðîñòîâ-íà-Äîíó, óë. Ñîöèàëèñòè÷åñêàÿ, 162, êîðïóñ 1, àóä. 232. Ò/ô 8(863) 2635310, e-mail: [email protected]
Ñ äèññåðòàöèåé ìîæíî îçíàêîìèòüñÿ â áèáëèîòåêå Ðîñòîâñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî ñòðîèòåëüíîãî óíèâåðñèòåòà.
Àâòîðåôåðàò ðàçîñëàí 24 ñåíòÿáðÿ 2010 ã.
Ó÷åíûé ñåêðåòàðü äèññåðòàöèîííîãî ñîâåòà, êàíäèäàò òåõíè÷åñêèõ íàóê, äîöåíò Íàëèìîâà À.Â.
ÎÁÙÀß ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÐÀÁÎÒÛ
Àêòóàëüíîñòü ðàáîòû. Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè èçäåëèé, ïîäâåðãàþùèõñÿ â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè ìåõàíè÷åñêèì âîçäåéñòâèÿì, ñî÷åòàíèå èõ íàä¸æíîñòè è ýêîíîìè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè âî ìíîãîì çàâèñèò îò óìåíèÿ êîððåêòíî ïðîãíîçèðîâàòü èõ ïðî÷íîñòíûå õàðàêòåðèñòèêè. Îäíîíàïðàâëåííî àðìèðîâàííûå ñòåðæíè èç êîìïîçèòíîãî ìàòåðèàëà ìîãóò îáëàäàòü î÷åíü âûñîêîé ìåõàíè÷åñêîé ïðî÷íîñòüþ ïðè íàãðóæåíèè èõ âäîëü àðìèðóþùèõ âîëîêîí, âêëþ÷àÿ âîçìîæíîñòü àêòèâíî óïðàâëÿòü õàðàêòåðèñòèêàìè ýòèõ ìàòåðèàëîâ.
Îäíàêî â ðåàëüíûõ êîíñòðóêöèÿõ íå âñåãäà óäà¸òñÿ ïîëíîñòüþ ðåàëèçîâàòü ïðî÷íîñòíîé ðåñóðñ ýòèõ èçäåëèé. Âàæíåéøèìè èç íèõ ÿâëÿþòñÿ: óñëîâèÿ çàäåëêè ñòåêëîïëàñòèêîâîãî ñòåðæíÿ â ñîïðÿãàåìûå ýëåìåíòû êîíñòðóêöèè; çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóð, ïðè êîòîðûõ ýêñïëóàòèðóþò èçäåëèå; õàðàêòåð ñðåäû, âîçäåéñòâóþùåé íà èçäåëèå ïðè ýêñïëóàòàöèè; õàðàêòåð ïðèëîæåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ íàãðóçîê (êðàòêîâðåìåííûå íàãðóçêè, äëèòåëüíûå íàãðóçêè ñ ïîñòîÿííûì çíà÷åíèåì, äëèòåëüíûå íàãðóçêè ñ ïåðèîäè÷åñêèì èçìåíåíèåì çíà÷åíèé è ò. ä).
Äëÿ ðåøåíèÿ óïîìÿíóòîé ïðîáëåìû íåîáõîäèìî êîððåêòíî àïðîáèðîâàòü ïîñòàâëåííûì ýêñïåðèìåíòîì óðàâíåíèå, äàþùåå ñâÿçü ìåæäó äåôîðìàöèåé, íàïðÿæåíèåì, âðåìåíåì, òåìïåðàòóðîé.
Èçó÷åííûå àâòîðàìè òåîðåòè÷åñêèå ðàáîòû â äàííîì íàïðàâëåíèè ãëàâíûì îáðàçîì îñíîâàíû íà ëèíåàðèçîâàííûõ ôèçè÷åñêèõ ñîîòíîøåíèÿõ, êîòîðûå íå ïîçâîëÿþò ïîëíîñòüþ îïèñàòü ìåõàíè÷åñêîå ïîâåäåíèå ñòåðæíåé â ðàçëè÷íûõ óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè. Âîçíèêàåò íåîáõîäèìîñòü ïðèìåíåíèÿ íåëèíåéíûõ ôèçè÷åñêèõ ñîîòíîøåíèé.
Ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ ðàñ÷åò îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ êîíñòðóêöèé, ðàáîòàþùèõ â óñëîâèÿõ èçãèáà, êðó÷åíèÿ è äðóãèõ ñëó÷àÿõ áîëåå ñëîæíîãî íàãðóæåíèÿ. Ñðåäè íèõ áîëüøîå çíà÷åíèå èìååò âîïðîñ óñòîé÷èâîñòè ýëåìåíòîâ êîíñòðóêöèé, â ÷àñòíîñòè ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé, ïîäâåðæåííûõ äëèòåëüíîìó âîçäåéñòâèþ ïîñòîÿííûõ íàãðóçîê.
×òîáû èñïîëüçîâàòü ïîëèìåðû â êà÷åñòâå êîíñòðóêöèîííûõ ìàòåðèàëîâ íåîáõîäèìî äåòàëüíî èçó÷èòü âåñü êîìïëåêñ èõ ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ, êàê äëÿ ïðàâèëüíîãî ïðèìåíåíèÿ ìàòåðèàëà, òàê è äëÿ ñîçäàíèÿ íîâûõ ìàòåðèàëîâ ñ çàðàíåå çàäàííûìè ñâîéñòâàìè.
Îñîáûé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò èñïîëüçîâàíèå ïîëèìåðîâ êàê êîíñòðóêöèîííûõ ìàòåðèàëîâ â ýëåìåíòàõ ñèëîâûõ êîíñòðóêöèé.
 ìàëîíàãðóæåííûõ äåòàëÿõ îáû÷íî ïðèìåíÿþò íåàðìèðîâàííûå, ïðàêòè÷åñêè èçîòðîïíûå ïîëèìåðû, à â ñèëüíî íàãðóæåííûõ – àðìèðîâàííûå ïîëèìåðû – àíèçîòðîïíûå ïëàñòìàññû, ñòåêëîïëàñòèêè.
Îñíîâíûìè ñîñòàâëÿþùèìè ïîäîáíûõ ïëàñòèêîâ ÿâëÿþòñÿ ïîëèìåðíûå ñâÿçóþùèå â ñòåêëîîáðàçíîì ñîñòîÿíèè è àðìèðóþùèå ýëåìåíòû (òàê íàçûâàåìûå ñòåêëÿííûå ðîâèíãè).
Ìåõàíè÷åñêîå ïîâåäåíèå ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé â áîëüøîé ñòåïåíè çàâèñèò îò âðåìåíè äåéñòâèÿ íàãðóçîê, òåìïåðàòóðû, ñêîðîñòè äåôîðìèðîâàíèÿ, ÷òî â çíà÷èòåëüíî ìåíüøåé ñòåïåíè âëèÿåò íà ïîâåäåíèå íèçêîìîëåêóëÿðíûõ òâåðäûõ òåë. Âëèÿíèå óïîìÿíóòûõ ïàðàìåòðîâ íà ìåõàíè÷åñêîå ïîâåäåíèå ïîëèìåðîâ îáúÿñíÿåòñÿ íàëè÷èåì ó íèõ îáðàòèìûõ äåôîðìàöèé, íå ñîâïàäàþùèõ ïî ôàçå ñ íàïðÿæåíèåì – âûñîêîýëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ïîëó÷åíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå è òåîðåòè÷åñêèå ðåçóëüòàòû äëÿ ìíîãèõ ðåæèìîâ íàãðóæåíèÿ òàêèõ, êàê ïîëçó÷åñòü, ðåëàêñàöèÿ äåôîðìàöèé è íàïðÿæåíèé è äð. Íî, ãëàâíûì îáðàçîì, âñå ýòè èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëè äëÿ óñëîâèé ïðîñòîãî íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ (ðàñòÿæåíèå, ñæàòèå).
Ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ âîïðîñ óñòîé÷èâîñòè, ãäå äî íàãðóæåíèÿ ñòåðæåíü èìååò íåêîòîðóþ íà÷àëüíóþ ïîãèáü (.
Ïîñêîëüêó ïîëèìåðíûå ìàòåðèàëû îáëàäàåò îòíîñèòåëüíî ìåíüøèìè æåñòêîñòÿìè, ÷åì òðàäèöèîííûå, òî àêòóàëüíîé ÿâëÿåòñÿ çàäà÷à îá óñòîé÷èâîñòè ñòåðæíåé, èçãîòîâëåííûõ êàê èç ãîìîãåííûõ ïîëèìåðîâ, òàê è ñòåêëîïëàñòèêîâ, ñîñòàâíîé ÷àñòüþ êîòîðûõ ñëóæèò ïîëèìåðíîå ñâÿçóþùåå.
Ñ äðóãîé ñòîðîíû èçó÷åíèå óñòîé÷èâîñòè ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé èìååò áîëüøîå çíà÷åíèå ñ òî÷êè çðåíèÿ ïðèìåíåíèÿ òåõ èëè èíûõ óðàâíåíèé, îïèñûâàþùèõ ìåõàíè÷åñêîå ïîâåäåíèå ìàòåðèàëîâ.
Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ïðîâåðêà è ïîäòâåðæäåíèå òåîðåòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà, îñíîâàííîãî íà óðàâíåíèÿõ, óñòàíàâëèâàâøåå ñâÿçü ìåæäó íàïðÿæåíèÿìè, äåôîðìàöèÿìè è âðåìåíåì äëÿ çàäà÷è, ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç îñíîâíûõ â ñòðîèòåëüíîé ìåõàíèêå.
Òàêèì îáðàçîì öåëü è çàäà÷è èññëåäîâàíèÿ çàêëþ÷àþòñÿ â ýêñïåðèìåíòàëüíîì è òåîðåòè÷åñêîì èññëåäîâàíèè ïîòåðè óñòîé÷èâîñòè ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé â óñëîâèÿõ âÿçêîóïðóãîñòè ñ ó÷åòîì íà÷àëüíûõ íåñîâåðøåíñòâ (âîçìóùåíèé).
 êà÷åñòâå óðàâíåíèÿ ñîñòîÿíèÿ (ñâÿçè) èñïîëüçóåòñÿ îáîáùåííîå óðàâíåíèå Ìàêñâåëëà, â ôîðìå ïðåäëîæåííîé Ã.È. Ãóðåâè÷åì.
 ðàáîòàõ À. Ë. Ðàáèíîâè÷à è äðóãèõ ñîòðóäíèêîâ ËÀÑ ÈÕÔ èì.
Í.Í. Ñåìåíîâà ÐÀÍ áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ýòî óðàâíåíèå óäîâëåòâîðèòåëüíî îïèñûâàåò ïîâåäåíèå ïîëèìåðîâ ïðè ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ íàãðóæåíèÿ.
Ïîñòàâëåííàÿ öåëü îáóñëîâèëà íåîáõîäèìîñòü ðåøåíèÿ ñëåäóþùèõ âçàèìîñâÿçàííûõ ìåæäó ñîáîé çàäà÷:
âûÿâèòü çàêîíîìåðíîñòü ïîòåðè óñòîé÷èâîñòè â øèðîêîì äèàïàçîíå ïîñòîÿííûõ äëèòåëüíûõ íàãðóçîê è ðàçëè÷íûõ ñêîðîñòåé íàãðóæåíèÿ;
ïîëó÷èòü çíà÷åíèÿ óïðóãèõ è ðåëàêñàöèîííûõ êîíñòàíò ñâÿçóþùèõ ïîëèìåðíûõ êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ, âõîäÿùèõ â íåëèíåéíîå èíòåãðîäèôôåðåíöèàëüíîå óðàâíåíèå Ìàêñâåëëà –Ãóðåâè÷à;
èññëåäîâàòü ïðîäîëüíûé èçãèá ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé ñ ó÷åòîì ñëó÷àéíûõ âîçìóùåíèé è èñïîëüçîâàíèåì ðàçëè÷íûõ êðèòåðèåâ óñòîé÷èâîñòè;
ýêñïåðèìåíòàëüíî îòðàáîòàòü îïòèìàëüíûå ðåæèìû îòâåðæäåíèÿ ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé èç ýïîêñèäíûõ ðàñòâîðîâ;
èñïûòàòü ïîëèìåðíûå ñòåðæíè íà óñòîé÷èâîñòü è ñðàâíèòü ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ñ òåîðåòè÷åñêèìè ðåøåíèÿìè;
ðàçðàáîòàòü è ðåàëèçîâàòü â ïàêåò ïðîãðàìì íà ÝÂÌ ìåòîäèêó ðàñ÷åòà íà ïðîäîëüíûé èçãèá ãèáêèõ ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé â óñëîâèÿõ âÿçêîóïðóãîñòè â íåëèíåéíîé ïîñòàíîâêå.
Íàó÷íàÿ íîâèçíà ðàáîòû ñîñòîèò â ñëåäóþùåì:
– íà îñíîâàíèè íåëèíåéíîãî îáîáùåííîãî óðàâíåíèÿ è ðàñ÷åòíîé ñõåìû, ïðåäëîæåííîé â ðàáîòå, îïðåäåëåíî êðèòè÷åñêîå âðåìÿ êð ïóòåì ÷èñëåííîãî èíòåãðèðîâàíèÿ;
– ïîêàçàíî, ÷òî êðèòè÷åñêîå âðåìÿ êð ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò îòíîøåíèÿ, ðàçìåðîâ ñòåðæíÿ è ðåëàêñàöèîííûõ êîíñòàíò ìàòåðèàëà;
– óñòàíîâëåíî, ÷òî èñïîëüçîâàíèå â êà÷åñòâå óðàâíåíèÿ ñâÿçè ëèíåàðèçîâàííîãî îáîáùåííîãî óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà íå ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü òî÷íî êðèòè÷åñêîå âðåìÿ, õîòÿ ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü íåêîòîðûå ïðåäåëüíûå ñîîòíîøåíèÿ ñðàâíèòåëüíî ïðîñòûì ñïîñîáîì;
– ïîëó÷åíà çàâèñèìîñòü log òåãðèðîâàíèÿ íåëèíåéíûõ óðàâíåíèé. Êðèâàÿ, îòâå÷àþùàÿ ýòîé çàâèñèìîà âòîðàÿ ñëåäíÿÿ ìîæåò áûòü îïðåäåëåíà èç ëèíåàðèçîâàííîé çàäà÷è;
– ïîêàçàíî, ÷òî ïðè óñëîâèè ñòåðæåíü òàêæå èçãèáàåòñÿ ñî âðåìåíåì, íî åãî ïðîãèá ñòðåìèòñÿ ê ïðåäåëüíîìó çíà÷åíèþ, òàê ÷òî ïîòåðÿ óñòîé÷èâîñòè íå ïðîèñõîäèò.
– óñòàíîâëåíî, ÷òî îñíîâíîå âëèÿíèå íà êðèòè÷åñêîå âðåìÿ îêàçûâàåò ïàðàìåòð ìàòåðèàëà, câÿçàííûé ñî âðåìåíåì ðåëàêñàöèè (êîýôôèöèåíò íà÷àëüíîé ðåëàêñàöèîííîé âÿçêîñòè );
– òåîðåòè÷åñêè îáîñíîâàíà è ýêñïåðèìåíòàëüíî äîêàçàíà âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ðåçîíàíñòíî-÷àñòîòíîãî ìåòîäà è ìåòîäà ïðîäîëüíîãî èçãèáà äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ãîìîãåííûõ è ãåòåðîãåííûõ ñòåðæíåé;
óñòàíîâëåíî, ÷òî ïîëèìåðíîå ñâÿçóþùåå ÿâëÿþùååñÿ ñîñòàâíîé ÷àñòüþ êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ â ÷àñòíîñòè ñòåêëîïëàñòèêîâ, îïðåäåëÿåò èõ íåóïðóãîå ïîâåäåíèå.
Íà çàùèòó âûíîñÿòñÿ:
– ìåòîäèêà îïðåäåëåíèÿ êðèòè÷åñêîãî âðåìåíè êð ïóòåì ÷èñëåííîãî èíòåãðèðîâàíèÿ íà îñíîâàíèè ðàñ÷åòíîé ñõåìû è íåëèíåéíîãî îáîáùåííîãî óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà-Ãóðåâè÷à;
– ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëüíî-òåîðåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé íà ïðîäîëüíûé èçãèá.
ìåòîäèêà îöåíêè âëèÿíèÿ îòíîøåíèÿ, ðàçìåðîâ ñòåðæíÿ è ðåëàêýë ñàöèîííûõ ïàðàìåòðîâ ìàòåðèàëà íà êðèòè÷åñêîå âðåìÿ êð ;
ìåòîäèêà îïðåäåëåíèÿ óïðóãèõ è ðåëàêñàöèîííûõ êîíñòàíò ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé è ðåçóëüòàòû âëèÿíèÿ íà êðèòè÷åñêîå âðåìÿ ýòèõ êîíñòàíò â îòäåëüíîñòè ïðè ÷èñëåííîì èíòåãðèðîâàíèè ðàçðåøàþùèõ óðàâíåíèé;
– ìåòîäèêà ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòà íà óñòîé÷èâîñòü ïðè ïîëçó÷åñòè ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé.
Ïðàêòè÷åñêàÿ çíà÷èìîñòü ðåçóëüòàòîâ ðàáîòû:
ðåøåíà çàäà÷à î ïðîäîëüíîì èçãèáå ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé ñ ó÷åòîì âîçìóùåíèé â íåëèíåéíîé ïîñòàíîâêå.
óñòàíîâëåíî âëèÿíèå óïðóãèõ è ðåëàêñàöèîííûõ êîíñòàíò, îòíîøåíèÿ è ðàçìåðîâ ñòåðæíÿ íà êðèòè÷åñêîå âðåìÿ ïîëèìåðíîãî ñòåðæíÿ;
ðàçðàáîòàíà è àïðîáèðîâàíà ìåòîäèêà îïðåäåëåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé.
Ðåçóëüòàòû ðàáîòû ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû ïðè ïðîåêòèðîâàíèè òðåõñëîéíûõ ñòåíîâûõ ïàíåëåé, â êîíñòðóêöèè òðåõñëîéíûõ êèðïè÷íûõ ñòåí, àâòîäîðîæíûõ ïðîëåòíûõ ñòðîåíèé àðìèðîâàííûõ ñòåðæíÿìè ñòåêëîïëàñòèêà.
Äîñòîâåðíîñòü ðåçóëüòàòîâ îáåñïå÷åíà äîêàçàííûì ñîâïàäåíèåì ðåçóëüòàòîâ ÷èñëåííîãî ðåøåíèÿ çàäà÷è î íàïðÿæåííî äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ ïðîäîëüíîãî èçîãíóòîãî ñòåðæíÿ ñ èçâåñòíûì åå ðåøåíèåì, äîêàçàííîé âûñîêîé ñòåïåíüþ ñîâïàäåíèÿ ïàðàìåòðîâ, îïðåäåëÿåìûõ ïî àïïðîêñèìèðóþùèì ôîðìóëàì, ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè çíà÷åíèÿìè, à òàêæå ïîäòâåðæäåííîé ìàëîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ ìåòîäà ê îòêëîíåíèÿì îò òåîðåòè÷åñêîé ñõåìû íàãðóæåíèÿ. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîäòâåðæäàþòñÿ ïðîâåðêîé âûïîëíåíèÿ âñåõ ãðàíè÷íûõ óñëîâèé è èíòåãðàëüíûõ ñîîòíîøåíèé; ÷èñëåííûì èññëåäîâàíèåì ñõîäèìîñòè ðåøåíèÿ; ñðàâíåíèåì ðåçóëüòàòîâ ïðè ðåøåíèè çàäà÷ â óïðóãîé ïîñòàíîâêå ñ èçâåñòíûìè àíàëèòè÷åñêèìè ðåøåíèÿìè.
Âû÷èñëèòåëüíûå ïðîöåäóðû ïðîèçâîäèëèñü íà áàçå ñîâðåìåííûõ ÏÝÂÌ ñ èñïîëüçîâàíèåì ÿçûêà ïðîãðàììèðîâàíèÿ âûñîêîãî óðîâíÿ, â ÷àñòíîñòè Object Pascal.
Âíåäðåíèå ðåçóëüòàòîâ ðàáîòû: Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ è ðåçóëüòàòû îïðîáîâàíû è âíåäðåíû â ÎÎÎ «Þæðåãèîíñòðîé», ÇÀÎ ÍÈÖ «ÑòàÄèλ
(Ìîñêâà), ÎÎÎ «Îëåóì» (Ðîñòîâ-íà-Äîíó), ÎÎÎ «Ýëèàð-Êîì» (Ìîñêâà) â âèäå ïàêåòà ïðèêëàäíûõ ïðîãðàìì.
Àïðîáàöèÿ ðàáîòû:
Äèññåðòàöèÿ ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì îáîáùåíèÿ îïóáëèêîâàííûõ ðàáîò, âûïîëíåííûõ àâòîðîì â ïåðèîä ñ 2007 ïî 2010 ãã. Îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ âûïîëíåííîãî èññëåäîâàíèÿ äîêëàäûâàëèñü, îáñóæäàëèñü è áûëè îäîáðåíû íà âñåðîññèéñêèõ è ìåæäóíàðîäíûõ êîíôåðåíöèÿõ è ñåìèíàðàõ:
IV ìåæäóíàðîäíàÿ íàó÷íî-ïðàêòè÷åñêàÿ êîíôåðåíöèÿ «Íàíîòåõíîëîãèè è íîâûå ïîëèìåðíûå ìàòåðèàëû» (ã. Íàëü÷èê, 2008 ã.);
V è VI ìåæäóíàðîäíûå íàó÷íî-ïðàêòè÷åñêèå êîíôåðåíöèè «Íîâûå ïîëèìåðíûå êîìïîçèöèîííûå ìàòåðèàëû» (ã. Íàëü÷èê, 2009,2010 ã.);
ïðàêòè÷åñêèå êîíôåðåíöèè (Ðîñòîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé ñòðîèòåëüíûé óíèâåðñèòåò);
íà ðàñøèðåííîì çàñåäàíèè êàôåäðû «Òåîðåòè÷åñêîé ìåõàíèêè, Èíôîðìàöèîííûå ñèñòåìû â ñòðîèòåëüñòâå è Ñîïðîòèâëåíèÿ ìàòåðèàëîâ» Ðîñòîâñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî ñòðîèòåëüíîãî óíèâåðñèòåòà â àïðåëå 2010ã.
Ïóáëèêàöèè. Îñíîâíîå ñîäåðæàíèå äèññåðòàöèè èçëîæåíî â 12 ïå÷àòíûõ ðàáîòàõ (â òîì ÷èñëå 6 â æóðíàëàõ ðåêîìåíäîâàííûõ ÂÀÊ ÐÔ, îäíà â ñîîòâåòñòâèè ñïåöèàëüíîñòè), äâå ìîíîãðàôèè. Ïî ðåçóëüòàòàì èññëåäîâàíèé ïîëó÷åí ïàòåíò ÐÔ íà èçîáðåòåíèå è ïîëîæèòåëüíîå ðåøåíèå ïî çàÿâêå íà èçîáðåòåíèå.
Ñòðóêòóðà è îáúåì äèññåðòàöèè ñîñòîèò èç ââåäåíèÿ, 4 ãëàâ, îñíîâíûõ âûâîäîâ è áèáëèîãðàôè÷åñêîãî ñïèñêà è ïðèëîæåíèé. Ðàáîòà èçëîæåíà íà ñòðàíèöàõ ìàøèíîïèñíîãî òåêñòà, ñîäåðæèò 4 òàáëèö, 43 ðèñóíêà è áèáëèîãðàôè÷åñêèé ñïèñîê â êîëè÷åñòâå 150 íàèìåíîâàíèé è ïðèëîæåíèé íà 27 ñòðàíèöàõ.
ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÅ ÐÀÁÎÒÛ
Âî ââåäåíèè îáîñíîâàíà àêòóàëüíîñòü ïðîáëåìû è âûáðàííîãî íàïðàâëåíèÿ èññëåäîâàíèé; ôîðìèðóþòñÿ öåëè è îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ, êîòîðûå âûíîñÿòñÿ íà çàùèòó; ïðèâåäåíû ñâåäåíèÿ îá àïðîáàöèè. Äàíà êðàòêàÿ àííîòàöèÿ âñåõ ãëàâ äèññåðòàöèè.
 ïåðâîé ãëàâå îòìå÷åíî, ÷òî ðàçâèòèå íàóêè î ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ ïîëèìåðîâ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè äîñòèãíóòî òðóäàìè ðîññèéñêèõ ó÷åíûõ:
Ï.Ï. Êîáåêî, Å.Â. Êóâøèíñêîãî, À.Ï.Àëåêñàíäðîâà, Þ.Ñ. Ëàçóðêèíà, Â.À. Êàðãèíà, Â.È. Àíäðååâà, Ð.À.Òóðóñîâà, Â. Ô. Áàáè÷à, Ã.Ë. Ñëîíèìñêîãî, À.Í. Ëóãîâîé, À.Ë. Ðàáèíîâè÷à, Ã.Ä. Àíäðååâñêîé è äð.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ ðàñ÷åò îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ êîíñòðóêöèé, ðàáîòàþùèõ â óñëîâèÿõ èçãèáà, êðó÷åíèÿ è äðóãèõ ñëó÷àÿõ áîëåå ñëîæíîãî íàãðóæåíèÿ, íàïðèìåð èçãèá ñ ðàñòÿæåíèåì-ñæàòèåì èëè ïðîäîëüíûé èçãèá ñ âîçìóùåíèåì.
Ñðåäè íèõ áîëüøîå çíà÷åíèå èìååò âîïðîñ óñòîé÷èâîñòè êîíñòðóêöèé, ïîäâåðæåííûõ äëèòåëüíîìó âîçäåéñòâèþ ïîñòîÿííûõ íàãðóçîê.
Áîëüøîå êîëè÷åñòâî ðàáîò ïîñâÿùåíî èññëåäîâàíèþ óñòîé÷èâîñòè ñòåðæíåé ïðè ïîëçó÷åñòè.  ýòîé îáëàñòè ðàáîòàëè ñîâåòñêèå è ðîññèéñêèå ó÷åíûå À.Ñ. Âîëüìèð, À. À.È.Ëóðüå, Ð. Ðæàíèöûí, Þ. Í. Ðàáîòíîâ, Ñ. À. Øåñòåðèêîâ, Ë. Ì. Êóðøèí, Â.Â. Êóçíåöîâ, Ñ.Â. Ëåâÿêîâ, Þ. Ì., Á.Â. Ñîáîëü, Òàðíîïîëüñêèé, À.Ê. Àðíàóòîâ è äð. Ñðåäè çàðóáåæíûõ àâòîðîâ ñëåäóåò îòìåòèòü Í. Õîôôà, Ô. Øåíëè, Ì. Æû÷êîâñêîãî.
Âîïðîñó óñòîé÷èâîñòè ïîëèìåðíûõ êîíñòðóêöèé ïîñâÿùåíû ðàáîòû Ã. À. Òåòåðñà, À.À. Àñêàäñêîãî, À.Ð. Õîõëîâà.
Òàê êàê â äèññåðòàöèîííîé ðàáîòå â êà÷åñòâå óðàâíåíèÿ ñîñòîÿíèÿ èñïîëüçóåòñÿ îáîáùåííîå íåëèíåéíîå óðàâíåíèå Ìàêñâåëëà, â ôîðìå ïðåäëîæåííîé Ã.È. Ãóðåâè÷åì, åìó ïîñâÿùåí îòäåëüíûé ïàðàãðàô.
Äàííîå óðàâíåíèå âûâåäåíî íà îñíîâå îáùèõ ïîëîæåíèé ìîëåêóëÿðíîé ôèçèêè åãî êîýôôèöèåíòû èìåþò îïðåäåëåííûé ôèçè÷åñêèé ñìûñë îíî ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíî â òåíçîðíîé ôîðìå. Îäíîé èç ïðåäïîñûëîê âûâîäà ýòîãî óðàâíåíèÿ ÿâèëîñü ïðåäïîëîæåíèå îá àääèòèâíîñòè òðåõ ñîñòàâëÿþùèõ ñóììàðíîé äåôîðìàöèè. Ýòî ïðåäïîëîæåíèå áûëî ðàçâèòî âïåðâûå ñîâåòñêèìè ôèçèêàìè Ï.Ï. Êîáåêî, À.Ï. Àëåêñàíäðîâûì è èõ ñîòðóäíèêàìè, ïðèíÿâøèìè, ÷òî ñóììàðíàÿ äåôîðìàöèÿ ïîëèìåðîâ, ÿâëÿåòñÿ àääèòèâíîé ñóììîé óïðóãîé, âûñîêîýëàñòè÷åñêîé è îñòàòî÷íîé äåôîðìàöèé. Óïðóãàÿ äåôîðìàöèÿ ðàçâèâàåòñÿ â ôàçå ñ íàïðÿæåíèåì è ïîëíîñòüþ îáðàòèìà; âûñîêîýëàñòè÷åñêàÿ äåôîðìàöèÿ òàêæå ïîëíîñòüþ îáðàòèìà, íî íå â ôàçå ñ íàïðÿæåíèåì; îñòàòî÷íàÿ ïîëíîñòüþ íåîáðàòèìà.
Âñå òåîðåòè÷åñêèå ðàáîòû, ïîñâÿùåííûå óñòîé÷èâîñòè (èëè âûïó÷èâàíèþ) ñòåðæíåé ïðè ïîëçó÷åñòè ìîæíî ðàçáèòü íà äâà íàïðàâëåíèÿ.
Ïåðâûé ïîäõîä, êîòîðûé ïðèíÿòî íàçûâàòü êëàññè÷åñêèì, ïðåäïîëàãàåò, ÷òî ñóùåñòâóåò èçìåíåíèå óñòîé÷èâûõ ðàâíîâåñíûõ êîíôèãóðàöèé: ïðÿìîëèíåéíàÿ ôîðìà ïåðåõîäèò â èñêðèâëåííóþ ïî ïðîõîæäåíèè íåêîòîðîãî âðåìåíè, íàçûâàåìîãî êðèòè÷åñêèì. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ïîëçó÷åñòü â ñòåðæíå ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ èçãèáíîé æåñòêîñòè, â ñèëó ÷åãî è ïðîèñõîäèò âûïó÷èâàíèå.
Âòîðîé ïîäõîä îñíîâàí íà ó÷åòå íà÷àëüíûõ íåñîâåðøåíñòâ, äåôåêòîâ (íåïðàâèëüíîñòåé ôîðìû, ýêñöåíòðèñèòåòà íàãðóçêè è ò. ï.).  ýòîì ïîäõîäå ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî íà÷àëüíûå îòêëîíåíèÿ â ãåîìåòðèè èëè íàãðóçêå ñî âðåìåíåì óâåëè÷èâàþòñÿ, ÷òî ïðèâîäèò â êîíå÷íîì èòîãå ê ðàçðóøåíèþ.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ, ñðàâíèòåëüíî íåìíîãî÷èñëåííûå, ïîêàçûâàþò, ÷òî ñæàòûå ñòåðæíè â óñëîâèÿõ ïîëçó÷åñòè äëÿ èññëåäîâàííûõ ìàòåðèàëîâ íàêàïëèâàþò èçãèáíûå äåôîðìàöèè ñ ñàìîãî íà÷àëà èõ ðàáîòû.
Âèäèìî, ýòî îáñòîÿòåëüñòâî ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî áîëüøèíñòâî èññëåäîâàòåëåé ïðèäåðæèâàþòñÿ âòîðîãî ïîäõîäà ïðè òåîðåòè÷åñêîì ðåøåíèè çàäà÷è óñòîé÷èâîñòè.
Ïîñêîëüêó ðåàëüíîå ïîâåäåíèå ìàòåðèàëîâ, îáëàäàþùèõ îò÷åòëèâî âûðàæåííîé ïîëçó÷åñòüþ, îïèñûâàåòñÿ, êàê ïðàâèëî, íåëèíåéíûìè óðàâíåíèÿìè, òî ýòî ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíûì ìàòåìàòè÷åñêèì òðóäíîñòÿì ïðè ðåøåíèè çàäà÷, ÷òî âûíóæäàåò äåëàòü ìíîãî÷èñëåííûå ïðåäïîëîæåíèÿ ñ öåëüþ ïîëó÷èòü ïðèåìëåìûå ðåçóëüòàòû ñðàâíèòåëüíî ïðîñòûì ñïîñîáîì.
Ìàëîå êîëè÷åñòâî ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðàáîò, à òàêæå ðàçëè÷èå íå òîëüêî â ðåçóëüòàòàõ, íî è â ïîäõîäàõ ïðè òåîðåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèÿõ íå ïîçâîëÿåò ñ÷èòàòü âîïðîñ óñòîé÷èâîñòè ñòåðæíåé ïðè ïîëçó÷åñòè èñ÷åðïàííûì. Îñîáåííî ýòî îòíîñèòñÿ ê ñòåðæíÿì èç ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ, ïîäðîáíîãî èññëåäîâàíèÿ êîòîðûõ äî ñèõ ïîð ïðîâîäèëîñü êðàéíå ìàëî.
 ðàçäåëå 1.3 è 1.4 ïðèâîäÿòñÿ íåêîòîðûå ñâåäåíèÿ î òåîðèÿõ âÿçêîóïðóãîñòè (ïîëçó÷åñòè) è ïðèìåíåíèå ÷èñëåííûõ ìåòîäîâ ê ðåøåíèþ çàäà÷ ñòðîèòåëüíîé ìåõàíèêè ñîîòâåòñòâåííî.
Âî âòîðîé ãëàâå ïðèâîäÿòñÿ ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ óñòîé÷èâîñòè ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé ïðè ïîëçó÷åñòè. Ýêñïåðèìåíòû ïðîâîäèëèñü ñîâìåñòíî ñ êàôåäðîé «Âûñîêîìîëåêóëÿðíûå ñîåäèíåíèÿ» Êàáàðäèíî-Áàëêàðñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòà èì. Õ.Ì. Áåðáåêîâà è ëàáîðàòîðèè ËÀÑ ÈÕÔ èì. Í.Í.Ñåìåíîâà ÐÀÍ. Êðîìå èñïûòàíèé ñòåðæíåé â óñëîâèÿõ ïîëçó÷åñòè áûëî ïðîâåäåíî ñæàòèå ñòåðæíåé ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ ñáëèæåíèÿ òîðöîâ â öåëÿõ ïðîâåðêè Ýéëåðîâîé êðèòè÷åñêîé ñèëû. Ê ýêñïåðèìåíòàëüíîé ðàáîòå ñëåäóåò îòíåñòè òàêæå îïðåäåëåíèå êîíñòàíò ìàòåðèàëà, âõîäÿùèõ â òåîðåòè÷åñêèé ðàñ÷åò.
 êà÷åñòâå ìàòåðèàëà äëÿ ñòåðæíåé áûë âçÿò ñåò÷àòûé ïîëèìåð ÝÄÒ- íà îñíîâå ýïîêñèäíîé ñìîëû. Åñëè îïèñûâàòü ïîâåäåíèå ïîëèìåðà îáîáùåííûì óðàâíåíèåì Ìàêñâåëëà ñ îäíèì ÷ëåíîì ñïåêòðà âðåìåí ðåëàêñàöèè, òî ñâîéñòâà ìàòåðèàëà õàðàêòåðèçóþòñÿ ïÿòüþ íåçàâèñèìûìè ïàðàìåòðàìè: äâóìÿ óïðóãèìè (ìîäóëü óïðóãîñòè è êîýôôèöèåíò Ïóàññîíà) è òðåìÿ ðåëàêñàöèîííûìè (ìîäóëü âûñîêîýëàñòè÷íîñòè, ìîäóëü íà÷àëüíîé ðåëàêñàöèîííîé âÿçêîñòè, ìîäóëü ñêîðîñòè). Îïðåäåëåíèå ìîäóëÿ Ãóêà ãîìîãåííûõ ñòåðæíåé ïðîèçâîäèëîñü ìåòîäîì êîëåáàíèé (ïî ñîáñòâåííûì ÷àñòîòàì), ïðåäëîæåííûé ÷ë. êîðð. ÐÀÀÑÍ Â.È. Àíäðååâûì, à äëÿ ñòåêëîïëàñòèêîâûõ ñòåðæíåé èñïîëüçîâàëñÿ ìåòîä ïðîäîëüíîãî èçãèáà, ïðåäëîæåííûé À.Í. Ëóãîâûì.
Ïðè èñïûòàíèè äèíàìè÷åñêèìè ìåòîäàìè ïîëèìåðíûì îáðàçöàì (ðèñ.2.1) çàäàþòñÿ íåáîëüøèå íàïðÿæåíèÿ ïðè î÷åíü âûñîêîé ñêîðîñòè íàãðóçêè, âñëåäñòâèå ÷åãî ìàòåðèàë íå óñïåâàåò ïðîÿâèòü íåóïðóãèå ñâîéñòâà.
Óïðóãèå õàðàêòåðèñòèêè ãîìîãåííûõ è àðìèðîâàííûõ ïîëèìåðîâ îïðåäåëÿëè ìåòîäîì êîëåáàíèé (ïî ñîáñòâåííûì ÷àñòîòàì). Öèëèíäðè÷åñêèé îáðàçåö (ðèñ. 2.1) çàêðåïëÿëñÿ êîíñîëüíî è âûâîäèëñÿ èç ðàâíîâåñèÿ óäàðîì ñïåöèàëüíîãî øòûðüêà.
Ðèñ. 2.1. Îáðàçåö ñ äàò÷èêàìè äëÿ îïðåäå- ôîðìóëó äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìîäóëÿ Ãóëåíèÿ ìîäóëÿ óïðóãîñòè êà. Ýòà ôîðìóëà èìååò âèä:
Çäåñü: G – âåñ îáðàçöà; – âûñîòà; – äèàìåòð; – óñêîðåíèå ñâîáîäíîñì ).
ãî ïàäåíèÿ; – ÷àñòîòà ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé; – óäåëüíûé âåñ ìàòåðèàëà Ïî êàæäîìó èç ÷åòûðåõ èñïûòàííûõ îáðàçöîâ ïîëó÷åíî íå ìåíåå ïÿòè îñöèëëîãðàìì. Âû÷èñëÿëàñü ñðåäíÿÿ äëÿ êàæäîãî îáðàçöà ÷àñòîòà ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé (òàáë.2.1), ïî êîòîðîé îïðåäåëÿëñÿ ìîäóëü óïðóãîñòè ñîãëàñíî ôîðìóëå (2.1).
Ðåëàêñàöèîííûå ïàðàìåòðû ìîäóëü âûñîêîýëàñòè÷íîñòè, ìîäóëü ñêîðîñòè è êîýôôèöèåíò íà÷àëüíîé ðåëàêñàöèîííîé âÿçêîñòè áûëè ïîëó÷åíû ïóòåì îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ, íàéäåííûõ ïðîô. Â.Ô. Áàáè÷åì äëÿ ïîëèìåðà ÝÄÒ-10.
Êðîìå òîãî, ïðîâîäèëèñü êîíòðîëüíûå îïûòû, ïîêàçàâøèå âîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ ýòèõ ðåçóëüòàòîâ äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïàðàìåòðîâ ïîëèìåðà, èñïîëüçóåìîãî â äàííîé ðàáîòå.
Ñòåðæíè (ðèñ.2.2) ïðåäñòàâëÿëè ñîáîé ïðèçìàòè÷åñêèå îáðàçöû ïðÿì. Ïî- ìîóãîëüíîãî ñå÷åíèÿ ñëå âûðåçàíèÿ çàãîòîâîê èç áîëüøèõ îòëèâîê, îíè øëèôîâàëèñü â çàæèìàõ íà øëèôîâàëüíîì ñòàíêå ïðè èíòåíñèâíîì îõëàæäåíèè. Ïðè ïðîâåðêå â ïîëÿðèçîâàííîì ñâåòå îêàçàëîñü, ÷òî â ñòåðæíÿõ ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâîâàëè íà÷àëüíûå íàïðÿæåíèÿ. Îòêëîíåíèå îñè ñòåðæíÿ îò ïðÿìîëèíåéíîé îñè ñîñòàâëÿëî íå áîëåå 0,05% îò äëèíû ñòåðæíÿ.
Èññëåäîâàíèÿ íà óñòîé÷èâîñòü ïðîâîäèëèñü íà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêå, ïîñòðîåííîé íà îñíîâå èñïûòàòåëüíîé ìàøèíû ñ ìåõàíè÷åñêèì ïðèâîäîì è ìàÿòíèêîâûì ñèëîèçìåðèòåëåì.
Ñæèìàþùåå óñèëèå ïðè èñïûòàíèÿõ ïîääåðæèâàëîñü ïîñòîÿííûì â ðåæèìå ïîëçó÷åñòè ñ ïîìîùüþ êîíòðîëèðóþùåãî óñòðîéñòâà ñ êîíòàêòíûì äàò÷èêîì. Òîðöû ñòåðæíåé çàêðåïëÿëèñü øàðíèðíî.
Îïîðû ïðåäñòàâëÿëè ñîáîé ïðèçìû, èçãîòîâëåííûå èç èíñòðóìåíòàëüíîé ñòàëè; íà òîðöû ñòåðæíÿ êðåïèëèñü ìåòàëëè÷åñêèå ïîäïÿòíèêè ñ óãëóáëåíèÿìè ïîä ïðèçìû (ðèñ.2.2).
Ïîñêîëüêó ïðîäîëæèòåëüíîñòü îòäåëüíûõ ýêñïåðèìåíòîâ äîñòàòî÷íî âåëèêà (äî íåñêîëüêèõ ìåñÿöåâ), äëÿ èçìåðåíèÿ îòêëîíåíèé ñòåðæíÿ èñïîëüçîâàëàñü ìåõàíè÷åñêàÿ ñõåìà èçìåðåíèé. Íàäåæíîñòü òàêîé ñõåìû âûøå, ÷åì ïðè èñïîëüçîâàíèè ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ. Ôèêñèðîâàíèå ïîêàçàíèé èíäèêàòîðîâ ïðîèçâîäèëîñü ñ ïîìîùüþ âèäåîêàìåðû.
Íà óñòàíîâêå (ðèñ.2.3), áûë ïðîâåäåí ðÿä ýêñïåðèìåíòîâ ïðè ñæàòèè ñòåðæíåé ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ Ðèñ. 2.2. Ñòåðæíè ñ ïîäïÿòíèêàìè äëÿ èñïûñáëèæåíèÿ òîðöîâ. òàíèé íà óñòîé÷èâîñòü.
Ðèñ. 2.3. Óñòàíîâêà äëÿ èñïûòàíèé ñòåðæ÷òî îïîðû â ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíåé íà óñòîé÷èâîñòü.
ñêîðîñòÿõ. Ïðîäîëæèòåëüíîñòü èñïûòàíèé – îò íåñêîëüêèõ ñåêóíä äî íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ ìèíóò.
Íà ðèñ. 2.4 ïðèâåäåíû òèïè÷íûå çàâèñèìîñòè ñèëû îò âðåìåíè è ïðîãèáîâ ñåðåäèíû ñòåðæíÿ oò âðåìåíè. Èç ýòîé äèàãðàììû âèäíî, ÷òî íàãðóçêà ðàñòåò ñ ïî÷òè ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ â òå÷åíèå ïî÷òè âñåãî ïðîöåññà, ïîýòîìó ýòîò ðåæèì ìîæíî ñ÷èòàòü íàãðóæåíèåì ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ. Ðîñò íàãðóçêè ïðîäîëæàëñÿ äî îïðåäåëåííîãî ìîìåíòà, êîãäà íàãðóçêà îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé, à â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ äàæå íåìíîãî ïàäàåò.  òîæå âðåìÿ ïðîãèá â òå÷åíèå ïî÷òè âñåãî âðåìåíè èìååò î÷åíü ìàëåíüêóþ ñêîðîñòü, íî ê ìîìåíòó ýòà ñêîðîñòü ðåçêî âîçðàñòàåò, ÷òî ïðèâîäèò ê ðàçðóøåíèþ ñòåðæíÿ. Ðåçêîå óâåëè÷åíèå ïðîãèáîâ â ìîìåíò, êîãäà íàãðóçêà óæå îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî ýòà íàãðóçêà ÿâëÿåòñÿ êðèòè÷åñêîé. Ïðè íàãðóæåíèè ñ áîëüøîé ñêîðîñòüþ ïðîèçâîäèëàñü òîëüêî çàïèñü íàãðóçêè.
Ïîñêîëüêó ïðè êðàòêîâðåìåííîì ýêñïåðèìåíòå âûñîêîýëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè â ïîëèìåðàõ íå óñïåâàþò ðàçâèòüñÿ, ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå ïîòåðÿ óñòîé÷èâîñòè ïðîèñõîäèò â óïðóãîé îáëàñòè è íàãðóçêà, îòâå÷àþùàÿ ìîìåíòó, åñòü Ýéëåðîâà êðèòè÷åñêàÿ ñèëà. Ïðè ìåíüøèõ ñêîðîñòÿõ íàãðóçêà, ñîîòâåòñòâóþùàÿ ìîìåíòó áóäåò, åñòåñòâåííî, ìåíüøå ý, òàê êàê âñëåäñòâèå ïîëçó÷åñòè çà ýòî âðåìÿ óæå ðàçîâüþòñÿ âûñîêîýëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè.
Îñíîâíîé öåëüþ ýêñïåðèìåíòàëüíîé ðàáîòû áûëî îïðåäåëåíèå çàâèñèìîñòè êðèòè÷åñêîãî âðåìåíè îò íàãðóçêè.
Ïîñêîëüêó êðèòè÷åñêîå âðåìÿ ñ óìåíüøåíèåì íàãðóçêè ñèëüíî âîçðàñòàåò, óäàëîñü ïîëó÷èòü ýêñïåðèìåíòàëüíûå òî÷èíòåðâàëå 0,75 1.
êè äëÿ íàãðóçîê, ëåæàùèõ â çóëüòàòû èñïûòàíèÿ ñòåðæíåé íà óñòîé÷èâîñòü ïðè ñæàòèè ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ ñáëèæåíèÿ òîðöîâ, òåîðåòè÷åñêîå ý âû÷èñëÿëîñü ïî èçâåñòíîé ôîðìóëå äëÿ øàðíèðíî-çàêðåïëåííûõ òîëùèíà ïîäïÿòíèêîâ.
0,5 · 0,1 · Íà îñíîâàíèè ïîëó÷åííûõ äàííûõ ìîæíî ñäåëàòü âûâîä: ÷òî ïîñêîëüêó îòíîøåíèå ýêñïåðèìåíòàëüíî îïðåäåëåííîé è òåîðåòè÷åñêè âû÷èñëåííîé êðèòè÷åñêèõ ñèë äëÿ áîëüøîé ñêîðîñòè Ðèñ.3.1. Ðàñ÷åòíàÿ ñõåìà çàäà÷è íà óñòîé÷è- âîçìîæíîñòü òåîðåòè÷åñêîãî îïðåâîñòü ñ ó÷åòîì âîçìóùåíèé äåëåíèÿ êðèòè÷åñêîãî âðåìåíè è ñîïîñòàâëåíèå ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòà ñ ëèíåàðèçîâàííîé çàäà÷åé è ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè. Ðàññìàòðèâàåòñÿ çàäà÷à â êâàçèñòàòè÷åñêîé ïîñòàíîâêå, ò.å.
ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî, õîòÿ âñå èñêîìûå ôóíêöèè çàâèñÿò îò âðåìåíè, íî óñêîðåíèÿ ïðè äâèæåíèè ñòåðæíÿ ñòîëü ìàëû, ÷òî ìîæíî ïðåíåáðå÷ü èíåðöèîííûìè ñèëàìè. Ïîâåäåíèå ñòåðæíÿ ïðåäñòàâëåíû ñ íåêîòîðûì âîçìóùåíèåì, ïðåäîïðåäåëÿþùèì èçãèá ñ ñàìîãî íà÷àëà ïðîöåññà ïîëçó÷åñòè.
Ýòî âîçìóùåíèå ââîäÿòñÿ â âèäå âåñüìà ìàëûõ èçãèáàþùèõ ìîìåíòîâ, ïðèëîæåííûõ ê êîíöàì ñòåðæíÿ (ðèñ.3.1).
 îñíîâó ðàñ÷åòà ïîëîæåíî íåëèíåéíîå îáîáùåííîå óðàâíåíèå Ìàêñâåëëà-Ãóðåâè÷à. Ïðåäïîëàãàÿ, ÷òî â ñòåðæíå îñóùåñòâëÿåòñÿ îäíîîñíîå íàïðÿæåííîå ñîñòîÿíèå (áåç ó÷åòà âëèÿíèÿ ïåðåðåçûâàþùèõ ñèë) è, âçÿâ óïîìÿíóòîå óðàâíåíèå äëÿ îäíîãî ÷ëåíà ñïåêòðà âðåìåí ðåëàêñàöèè, èìååì:
Çäåñü è íàïðÿæåíèå è ïîëíàÿ äåôîðìàöèÿ âäîëü îñè ñòåðæíÿ, - âûñîêîýëàñòè÷åñêàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ äåôîðìàöèè, - ìîäóëü Ãóêà, ìîäóëü âûñîêîýëàñòè÷íîñòè, - ìîäóëü ñêîðîñòè, - òàê íàçûâàåìûé êîýôôèöèåíò íà÷àëüíîé ðåëàêñàöèîííîé âÿçêîñòè.
Ïðåäïîëàãàÿ, ÷òî ê òîðöàì ñòåðæíÿ ïðèëîæåíû âåñüìà ìàëûå ïîñòîÿííûå èçãèáàþùèå ìîìåíòû, èìåþò ìåñòî èíòåãðàëüíûå êâàçèñòàòè÷åñêèå óñëîâèÿ, ñïðàâåäëèâûå äëÿ ëþáîãî ñå÷åíèÿ ñòåðæíÿ â âèäå:
, - ïðîãèáû ñòåðæíÿ.
Çäåñü è ñîîòâåòñòâåííî òîëùèíà, è âûñîòà ñå÷åíèÿ îáðàçöà, Ïðåäïîëàãàÿ, ÷òî âûïîëíÿåòñÿ ãèïîòåçà ïëîñêèõ ñå÷åíèé è ÷òî óãëû ïîâîðîòà ñå÷åíèé ñòåðæíÿ ñðàâíèòåëüíî íåâåëèêè, ìîæíî çàïèñàòü - äåôîðìàöèÿ ñðåäíåé îñè ñòåðæíÿ, çàâèñèò òîëüêî îò, êðèâèçíà ñòåðæíÿ, ÿâëÿþùàÿñÿ ôóíêöèåé äâóõ ïåðåìåííûõ: è.
Çäåñü Óðàâíåíèÿ (3.1)(3.3) ñâîäèòñÿ ê ñèñòåìå èç äâóõ íåëèíåéíûõ èíòåãðîäèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé äëÿ äâóõ íåèçâåñòíûõ ôóíêöèé:
1 (íàïðÿæåíèÿ) è ïðîãèá ñòåðæíÿ. Îïóñêàÿ âñå ïðåîáðàçîâàíèÿ (ïðèâåäåííîå â äèññåðòàöèè), îêîí÷àòåëüíî ýòè óðàâíåíèÿ çàïèñûâàþòñÿ:
Ê ýòèì äâóì óðàâíåíèÿì ñëåäóåò äîáàâèòü äâà íà÷àëüíûõ óñëîâèÿ äëÿ ôóíêöèé è.
Ïðåäïîëàãàÿ, ÷òî íàãðóæåíèÿ ñèëîé è ìîìåíòàìè ïðîèñõîäèò íàèìååò ìåñòî óïðóãîå ðàñïðåñòîëüêî áûñòðî, ÷òî âûñîêîýëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè íå óñïåâàþò ðàçâèâàòüñÿ äåëåíèå íàïðÿæåíèé è äåôîðìàöèé. Êðèâàÿ ïðîãèáîâ åòñÿ èç óïðóãîãî ðåøåíèÿ çàäà÷è îá èçãèáå ñæàòî-èçîãíóòîé áàëêè. Èìååì:
 íà÷àëüíûé ìîìåíò âðåìåíè ôóíêöèÿ ñîâïàäàåò ñ íàïðÿæåíèåì. Íàïðÿæåíèå â ñòåðæíå, íàãðóæåííîé ñæèìàþùåé ñèëîé è èçãèáàþùèìè ìîìåíòàìè èìåþò âèä:
Çäåñü - íà÷àëüíûé ïðîãèá ñæàòî-èçîãíóòîãî ñòåðæíÿ Âûðàæåíèå äëÿ èìååò âèä:
Âûðàæåíèÿ (3.8) è (3.9) äàþò íà÷àëüíûå çíà÷åíèÿ äëÿ ôóíêöèé è.
Ïîñêîëüêó ñòåðæåíü øàðíèðíî îïåðò, òî Ñîâìåñòíî ñ íà÷àëüíûìè óñëîâèÿìè (3.8), (3.9) è ãðàíè÷íûìè óñëîâèÿìè äëÿ ïðîãèáîâ âîçìîæíî îïðåäåëèòü è â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè. Çíàÿ çíà÷åíèå ýòèõ ôóíêöèé, ìîæíî îïðåäåëèòü â ýòîò ìîìåíò âðåìåíè, à, ñëåäîâàòåëüíî, è.
Òàêèì îáðàçîì, çàäà÷à ñâåëàñü ê íàõîæäåíèþ ðåøåíèÿ ñèñòåìû äâóõ íåëèíåéíûõ èíòåãðî-äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé.
Óðàâíåíèÿ (3.4), (3.5) íå èìåþò àíàëèòè÷åñêîãî ðåøåíèÿ. Ðàñ÷åò ïðîâîäèòñÿ ÷èñëåííî. Äèôôåðåíöèàëüíûå óðàâíåíèÿ àïïðîêñèìèðóþòñÿ êîíå÷íîðàçíîñòíûìè, à èíòåãðàëû ïðåäñòàâëÿþòñÿ â âèäå ñóìì.  õîäå ðàñ÷åòà âû÷èñëÿåòñÿ çàâèñèìîñòü ïðîãèáà ñåðåäèíû ñòåðæíÿ îò âðåìåíè. Ïîëó÷åííûå êðèâûå õîðîøî ñîîòâåòñòâóþò àíàëîãè÷íûì ýêñïåðèìåíòàëüíûì êðèâûì.
Ðåçêîå âîçðàñòàíèå ïðîãèáà íà çàêëþ÷èòåëüíîì ó÷àñòêå, êîãäà â ïðåäåëàõ òî÷íîñòè âû÷èñëåíèé ñêîðîñòü ðîñëà íåîãðàíè÷åííî, ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü êðèòè÷åñêîå âðåìÿ. Âàðüèðóÿ çíà÷åíèå ñæèìàþùåé ñèëû, ïóòåì ÷èñëîâîãî çàâèñèìîñòü êð îò. ñòðîèòü â ïîëóëîãàðèôìè÷åñêèõ êîîðäèíàòàõ, ãäå ïî îñè àáñöèññ îòêëàäûâàòü log 1 êðèâàÿ âûõîäèò íà ãîðèçîíòàëüíóþ àñèìïòîòó, ñîíàÿ êðèâàÿ. Ïðè îòâåòñòâóþùóþ óïðóãîé ïîòåðå óñòîé÷èâîñòè ïðè óìåíüøåíèè êðèâàÿ çàãèáàåòñÿ âíèç, âûõîäÿ íà ïî÷òè ëèíåéíûé ó÷àñòîê âáëèçè òî÷êè ïåðåãèáà, è ïðè äàëüíåéøåì óìåíüøåíèè êðèâèçíà ìåíÿåòñÿ, è êðèâàÿ ñíîâà ñòðåìèòñÿ ê ãîðèçîíòàëüíîé àñèìïòîòå, ñîîòâåòñòâóþùåé íåêîòîðîé ñèëå ýë, êîòîðàÿ íàçûâàåòñÿ âòîðîé êðèòè÷åñêîé ñèëîé (ïåðâàÿ Ýéëåðîâà).
Ýòî ïðåäåëüíîå çíà÷åíèå ïîëó÷àåòñÿ èç ðåøåíèÿ ëèíåàðèçîâàííîé çàäà÷è.
Îòíîøåíèå çàâèñèò îò êîíñòàíò ïîëèìåðà è âûðàæàåòñÿ ñîîòíîøåýë íèåì Åñëè ðàññìàòðèâàòü çàâèñèìîñòü äëÿ, òî, êàê ïîêàçûâàþò âû÷èñëåíèÿ, îíà èìååò âèä, ñóùåñòâåííî îòëè÷àþùèéñÿ îò àíàëîãè÷íîé êðèâîé ÷åíèþ. Ýòîò ôàêò ãîâîðèò î òîì, ÷òî ãîðèçîíòàëüíàÿ ïðÿìàÿ, ïðîõîäÿùàÿ ÷ålog ðåç îðäèíàòó íà äèàãðàììå åñòü äåéñòâèòåëüíî àñèìïòîòà.
Ñîñòàâëåííàÿ ïðîãðàììà äëÿ âû÷èñëåíèé íà ÝÂÌ ïîçâîëèëà òàêæå âûÿñíèòü âëèÿíèå êîíñòàíò ïîëèìåðà íà çàâèñèìîñòü êðèòè÷åñêîãî âðåìåíè îò íàãðóçêè. Ïðîâåäåííûå ðàñ÷åòû ïîêàçàëè, ÷òî íàèáîëåå ñèëüíî íà êðèòè÷åñêîå âðåìÿ âëèÿåò ïàðàìåòð, â òî âðåìÿ êàê ïàðàìåòðû è âëèÿþò íà óïîìÿíóòóþ çàâèñèìîñòü íå ñòîëü ñóùåñòâåííî.
Îïðåäåëåíî òàêæå âëèÿíèå âåëè÷èíû âîçìóùàþùèõ ìîìåíòîâ íà êðèòè÷åñêîå âðåìÿ. Îêàçàëîñü, ÷òî åñëè ïðåäñòàâèòü â âèäå ïðèìåðíî ëèíåéíî çàâèñèò îò log. Ýòîò ðåçóëüòàò ñîâïàäàåò ñ ïîëó÷åííûìè äðóãèìè àâòîðàìè ðåçóëüòàòàìè äëÿ âîçìóùåíèé èíîãî òèïà è ïðè èñïîëüçîâàíèè äðóãèõ óðàâíåíèé ñâÿçè.
Åñëè âñåâîçìîæíûå âîçìóùåíèÿ (íåñîâåðøåíñòâà), äåéñòâóþùèå íà ñòåðæåíü â ïðîöåññå ïîëçó÷åñòè çàìåíèòü íåêîòîðûì ýêâèâàëåíòíûì ìîìåíòîì, òî, êàê ïîêàçûâàåò àíàëèç ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ, ïàðàìåòð ñëåäóåò âûáèðàòü â èíòåðâàëå Äëÿ ïðÿìîãî ñðàâíåíèÿ ñ ýêñïåðèìåíòîì ïðîâîäèëèñü âû÷èñëåíèÿ çàâèñèìîñòè êð îò íàãðóçêè.
 ðàñ÷åòå ðàçìåðû ñòåðæíåé è ïàðàìåòðû ìàòåðèàëà ïðèíèìàþòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèìè ïîñòàâëåííîìó ýêñïåðèìåíòó. Ïîñêîëüêó ïàðàìåòð îïðåäåëÿåòñÿ èç íåçàâèñèìûõ ýêñïåðèìåíòîâ ñ íåâûñîêîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè, ðàñ÷åò ïðîâîäèëñÿ äëÿ äâóõ êðàéíèõ çíà÷åíèé ýòîãî ïàðàìåòðà.
Ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòà è ýêñïåðèìåíòà ïîêàçàëî óäîâëåòâîðè- Ðèñ.3.2. Òèïè÷íàÿ äèàãðàììà ïîòåðè óñòîé÷èâîñòè ñòåðæíÿ. Ðåøåíèå ïî íåëèòåëüíîå ñîâïàäåíèå: ïî÷òè âñå ýêñïåðèíåéíîé òåîðèè ìåíòàëüíûå òî÷êè ëåæàëè â èíòåðâàëå êðàéíèì çíà÷åíèÿì.
ñêèå êðèâûå, âû÷èñëåííûå äëÿ ôóíêöèè âðåìåíè â ïðîöåññå ïîëçó÷åñòè âïëîòü äî êð. Ýòî âû÷èñëåíèå ïîêàçûâàåò ñóùåñòâåííîå íåëèíåéíîå ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé ïî âûñîòå ñå÷åíèÿ, ïðè÷åì ñ Ðèñ.3.3. Äèíàìèêà èçìåíåíèÿ íîðìàëüíûõ íàòå÷åíèåì âðåìåíè îòêëîíåíèå îò ïðÿæåíèé â ñðåäíåì ñå÷åíèè ñòåðæíÿ âî âðåìåëèíåéíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ âñå áîëåå ñîâïàäàåò ñ ïîëó÷åííûì ðàíåå À. Ë. Ðàáèíîâè÷åì àíàëîãè÷íûì ôàêòîì äëÿ çàäà÷è î ÷èñòîì èçãèáå â ïðîöåññå ïîëçó÷åñòè.
Äåòàëüíûé àíàëèç, ïðîâîäèìûé íà îñíîâàíèè ðåçóëüòàòîâ ÷èñëåííîãî îííîé âÿçêîñòè íà çàâèñèìîñòü êðèòè÷åñêîãî êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ, òàâðåìåíè îò íàãðóçêè.
è îïðåäåëÿåò, ïî ñóòè äåëà, èõ íåóïðóãîå ïîâåäåíèå, òî ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû, ïî êðàéíåé ìåðå, êà÷åñòâåííî, ìîæíî îòíåñòè ê ýòèì ìàòåðèàëàì.
 ÷åòâåðòîé ãëàâå ïðåäëàãàþòñÿ íåêîòîðûå ïðèåìû óïðîùåííîãî ðåøåíèÿ çàäà÷è. Âî âòîðîé ãëàâå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ðåøåíèå çàäà÷è óñòîé÷èâîñòè ñòåðæíåé ïðè ïîëçó÷åñòè íà îñíîâàíèè íåëèíåéíîé òåîðèè ïîçâîëÿåò ñ äîñòàòî÷íî òî÷íî îïðåäåëèòü êðèòè÷åñêîå âðåìÿ. Íî ïîäîáíûå ðàñ÷åòû òðåáóþò âû÷èñëåíèÿ íà ÝÂÌ. Ïîýòîìó äëÿ èíæåíåðíîãî ïðèìåíåíèÿ æåëàòåëüíî ïîëó÷èòü ïóñòü ìåíåå òî÷íîå, íî, ïî âîçìîæíîñòè, ÿâíîå âûðàæåíèå êðèòè÷åñêîãî âðåìåíè, ïîçâîëÿþùåå íàãëÿäíî ñóäèòü î âëèÿíèè òåõ èëè èíûõ ïàðàìåòðîâ ìàòåðèàëà è ðàçìåðîâ êîíñòðóêöèîííîãî ýëåìåíòà íà êðèòè÷åñêîå âðåìÿ.
. Àíàëîãè÷íûé ðåçóëüòàò ìîæíî ïîëó÷èòü, åñëè ñ ñàìîãî íà÷àëà  ðàçäåëå 3.2 äèññåðòàöèè óðàâíåíèÿ ëèíåàðèçóþòñÿ ñ ïîìîùüþ ïîäñòàíîâêè âçÿòü â êà÷åñòâå óðàâíåíèÿ ñâÿçè ëèíåàðèçîâàííîå îáîáùåííîå óðàâíåíèå Ìàêñâåëëà.
Çäåñü - âûñîêîýëàñòè÷åñêàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ïîëíîé äåôîðìàöèè;
-íàïðÿæåíèå;
Ñîãëàñíî êðèòåðèþ êðèòè÷åñêîé äåôîðìàöèè ïðåäïîëàãàåì, ÷òî ãäå – ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ñòåðæíÿ. Êðèòè÷åñêèé ìîìåíò êð, ñîãëàñíî ãèïîòåçå, íàñòóïàåò êîãäà ãäå – ïðèëîæåííàÿ íàãðóçêà.
Òîãäà êðèòè÷åñêèé ìîìåíò îïðåäåëÿåòñÿ:
Èç ýòîãî âûðàæåíèÿ âèäíî, ÷òî êðèòè÷åñêèé ìîìåíò íèêîãäà íå íàñòóïèò, åñëè âûðàæåíèå â êâàäðàòíûõ ñêîáêàõ ìåíüøå èëè ðàâíî íóëþ. Ýòî óñëîâèå äàåò ÷òî ñîâïàäàåò ñ óñëîâèåì (2.42) äèññåðòàöèè.
Òàêîé æå ðåçóëüòàò ìîæíî ïîëó÷èòü èç êàñàòåëüíî ìîäóëüíîãî êðèòåðèÿ. Ñîãëàñíî ýòîìó êðèòåðèþ ïîòåðÿ óñòîé÷èâîñòè íàñòóïèò â òîò ìîìåíò, êîãäà ïðîèçâîäíàÿ äîñòèãàåò çàäàííîé âåëè÷èíû. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî Ïðèðàâíèâàÿ ýòî âûðàæåíèå çàäàííîé âåëè÷èíå, ïîëó÷àþòñÿ çíà÷åýë íèå êðèòè÷åñêîãî âðåìåíè:
0 ðåøåíèè ëèíåàðèçîâàííîãî óðàâÏîñëåäíåå ñîîòíîøåíèå ñîâïàäàåò ñ ôîðìóëîé (4.3). Ýòî ïðîèñõîäèò, ïîòîìó ÷òî èçîõðîííûå êðèâûå ïðè íåíèÿ (4.1) âûðîæäàþòñÿ â ïðÿìûå ëèíèè. Ñîãëàñíî ôîðìóëå (4.3) áûë ïðîâåäåí ðàñ÷åò äëÿ ñëó÷àÿ:
Ðåçóëüòàòû ñðàâíåíèÿ ñ ÷èñëåííûì ðåøåíèåì ïî íåëèíåéíîé òåîðèè ñ òåìè æå ïàðàìåòðàìè ïðèâåäåíû íà ðèñ. 4.1.
Ðèñ.4.1 Ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòà ïî ëèíåàðèçîâàííîé è íåëèíåéíîé òåîðèè ðàñ÷åòà ïî íåëèíåéíîé òåîðèè, íî, òåì íå ìåíåå, â îáëàñòè ñòî óäîâëåòâîðèòåëüíîå ñîâïàäåíèå.
Íàèáîëåå çíà÷èìûìè ÿâëÿþòñÿ ñëåäóþùèå ðåçóëüòàòû:
Ïîòåðÿ óñòîé÷èâîñòè ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé ïðè ïîëçó÷åñòè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðîöåññ, ðàçâèâàþùèéñÿ âî âðåìåíè è â ñèëüíîé ñòåïåíè çàâèñÿùèé îò íåãî.
Ýòîò ïðîöåññ ìîæíî ðàçáèòü íà òðè õàðàêòåðíûõ ó÷àñòêà: ïåðâûé- ìåäëåííîå èñêðèâëåíèå ñòåðæíÿ, íàèáîëåå äëèòåëüíûé ó÷àñòîê; âòîðîé- ïåðåõîäíûé ó÷àñòîê; òðåòèé – áûñòðîå èñêðèâëåíèå ñòåðæíÿ, ïðèâîäÿùåå ê ðàçðóøåíèþ, íàèáîëåå êðàòêîâðåìåííûé ó÷àñòîê.
Îïðåäåëÿÿ êð êàê âðåìÿ, îòâå÷àþùåå ðåçêîìó âîçðàñòàíèþ ïðîãèáà ñòåðæíÿ, ýòî âðåìÿ, êàê ïîêàçàíî â ðàáîòå, ìîæíî îïðåäåëèòü òåîðåòè÷åñêèì ïóòåì ÷èñëåííîãî èíòåãðèðîâàíèÿ, íà îñíîâàíèè íåëèíåéíîãî îáîáùåííîãî óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà è ðàñ÷åòíîé ñõåìû, ïðåäëîæåííîé â ðàáîòå. Êàê îêàçûâàåòñÿ, ýòî âðåìÿ ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò îòíîøåíèÿ, ðàçìåðîâ ñòåðæíÿ è ðåëàêñàöèîíýë íûõ êîíñòàíò ìàòåðèàëà.
Èñïîëüçîâàíèå â êà÷åñòâå óðàâíåíèÿ ñâÿçè ëèíåàðèçîâàííîãî îáîáùåííîãî óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà íå äàåò â ðåçóëüòàòå ðåøåíèÿ ó÷àñòêà ðåçêîãî âîçðàñòàíèÿ ïðîãèáà, íå ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü êðèòè÷åñêîå âðåìÿ è îïèñàòü ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè ïðîãèáà ñòåðæíÿ îò âðåìåíè. Îäíàêî, ðåøåíèå ëèíåàðèçîâàííîé çàäà÷è ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü íåêîòîðûå ïðåäåëüíûå ñîîòíîøåíèÿ ñðàâíèòåëüíî ïðîñòûì ñïîñîáîì.
Íà îñíîâàíèè ÷èñëåííîãî èíòåãðèðîâàíèÿ íåëèíåéíûõ óðàâíåíèé â ðàáîòå ïîëó÷åíà çàâèñèìîñòü log êð îò. Êðèâàÿ, îòâå÷àþùàÿ ýòîé çàâèñèìîñòè, èìååò ìîæåò áûòü îïðåäåëåíà èç ëèíåàðèçîâàííîé çàäà÷è.
5. Ñòåðæåíü ïðè òàêæå èçãèáàåòñÿ ñî âðåìåíåì, íî åãî ïðîãèá ñòðåìèòñÿ ê ïðåäåëüíîìó çíà÷åíèþ è ïîòåðÿ óñòîé÷èâîñòè íå ïðîèñõîäèò.
Äåòàëüíûé àíàëèç, ïðîâåäåííûé íà îñíîâàíèè ðåçóëüòàòîâ ÷èñëåííîãî èíòåãðèðîâàíèÿ, ïîêàçûâàåò, ÷òî íàèáîëåå ñèëüíîå âëèÿíèå íà êðèòè÷åñêîå âðåìÿ îêàçûâàåò ïàðàìåòð ìàòåðèàëà, ñâÿçàííûé ñî âðåìåíåì ðåëàêñàöèè (êîýôôèöèåíò íà÷àëüíîé ðåëàêñàöèîííîé âÿçêîñòè), äâå äðóãèå êîíñòàíòû (ìîäóëü ñêîðîñòè è ìîäóëü âûñîêîýëàñòè÷íîñòè) âëèÿþò íà êðèòè÷åñêîå âðåìÿ â ìåíüøåé ñòåïåíè.
Ïîñêîëüêó ïîëèìåðíîå ñâÿçóþùåå ÿâëÿåòñÿ ñîñòàâíîé ÷àñòüþ êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ, òàêèõ, íàïðèìåð, êàê ñòåêëîïëàñòèêè, è îïðåäåëÿåò, ïî ñóòè äåëà, èõ íåóïðóãîå ïîâåäåíèå, òî ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû, ïî êðàéíåé ìåðå, êà÷åñòâåííî, ìîæíî îòíåñòè ê ýòèì ìàòåðèàëàì.
Êîëëåêòèâíûå ìîíîãðàôèè ßçûåâ Ñ.Á, Ïàíàñþê Ë.Í., Ëèòâèíîâ Ñ.Â, Äàíèëîâà-Âîëêîâñêàÿ Ã.Ì, Àìèíåâà Å.Õ. Óñòîé÷èâîñòü æåñòêèõ ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé â óñëîâèÿõ âÿçêîóïðóãîñòè. – Ðîñòîâ-í/Ä, 2009 ã. - Ñ.81.
2. Ëèòâèíîâ Ñ.Â., ßçûåâ Ñ.Á. Ìîäåëèðîâàíèå ïðîöåññîâ äåôîðìèðîâàíèÿ ïîëèìåðíûõ öèëèíäðè÷åñêèõ òåë ïðè òåðìîìåõàíè÷åñêèõ íàãðóçêàõ.
– Ðîñòîâ-í/Ä, 2010 ã. - Ñ. 96.
Ñòàòüè, îïóáëèêîâàííûå â ðåöåíçèðóåìûõ æóðíàëàõ è â ñáîðíèêàõ òðóäîâ êîíôåðåíöèé ïî òåìå äèññåðòàöèè:
1. ßçûåâ Ñ.Á., ßçûåâ Á.Ì., ßçûåâà Ñ.Á., Òîðëèí Ð.À., Âàêóóìíûé ìèêñåð. Ïàòåíò íà èçîáðåòåíèå 2006 ã. Ç. ¹ 2. ßçûåâ Á.Ì., Ëèòâèíîâ Ñ.Â, ßçûåâ Ñ.Á. Çàäà÷à òåðìîâÿçêîóïðóãîñòè äëÿ ìíîãîñëîéíîãî íåîäíîðîäíîãî ïîëèìåðíîãî öèëèíäðà. (÷àñòü1) // Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû. ¹ 9 ñ.36-38, 3. ßçûåâ Á.Ì., Ëèòâèíîâ Ñ.Â, ßçûåâ Ñ.Á. Çàäà÷à òåðìîâÿçêîóïðóãîñòè äëÿ ìíîãîñëîéíîãî íåîäíîðîäíîãî ïîëèìåðíîãî öèëèíäðà. (÷àñòü2) // Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû. ¹ 12 ñ.36-38, 4. ßçûåâ Ñ.Á. Ïðî÷íîñòü àäãåçèè è âíóòðåííèå íàïðÿæåíèÿ â çîíå êîíòàêòà ïîëèìåðîâ, èñïîëüçóåìûõ â äèçàéíå ðåçèíàò. ÌÃÓÏÈ. Ìåæâóçîâñêèé ñáîðíèê íàó÷íûõ òðóäîâ. 2006 ã.
5. ßçûåâ Ñ.Á. Ðåëàêñàöèîííûå ÿâëåíèÿ â ïîëèìåðàõ è êîìïîçèòàõ:
Ìàòåð. ìåæäóíàð. íàó÷.- ïðàêò. êîíô., Íàëü÷èê: ÊÁÃÓ 2007., Ñ.160- 6. Á.Ì. ßçûåâ, Ñ.Á. ßçûåâ Ìîäåëèðîâàíèå ðåëàêñàöèîííîãî ïîâåäåíèÿ æåñòêèõ ñåò÷àòûõ ïîëèìåðîâ ïðè öèêëè÷åñêîì èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû, Ìàòåðèàëîâåäåíèå, âûï. ¹2, ñ. 10-13, 7. À.Ê. Ìèêèòàåâ, Á. Ì. ßçûåâ, Ñ.Á. ßçûåâ. Ïîëçó÷åñòü íåðàâíîìåðíîãî íàãðåòîãî öèëèíäðà. Îáîçðåíèå ïðèêëàäíîé è ïðîìûøëåííîé ìàòåìàòèêè, –– âûï.3., – òîì 16, Ñ. 340, 2009.
8. Ñ.Á. ßçûåâ Âûïó÷èâàíèå ïîëèìåðíûõ ñòåðæíåé ïðè íåëèíåéíîé ïîëçó÷åñòè Ìàòåðèàëû. Ìåæäóíàð. íàó÷.- ïðàêò. êîíô., Íàëü÷èê: ÊÁÃÓ 2008, ñ.12- 9. Ñ.Á. ßçûåâ, Ñ.Á. ßçûåâà, Ñ.Â.Ëèòâèíîâ Ïðîäîëüíûé èçãèá ïîëèìåðíîãî ñòåðæíÿ â óñëîâèÿõ âÿçêîóïðóãîñòè. Ìàòåðèàëû ìåæäóíàðîäíîé íàó÷.ïðàêò. êîíô., Íàëü÷èê: ÊÁÃÓ 2009, ñ.16- 10. Ñ.Á. ßçûåâ Âûïó÷èâàíèå ïîëèìåðíîãî ñòåðæíÿ ïðè ïîëçó÷åñòè. Ïëàñòè÷åñêèå ìàññû, âûï.5, ñ. 34-36, 11. Ëèòâèíîâ Ñ.Â., ßçûåâ Ñ.Á, ßçûåâà Ñ.Á. Äåôîðìàöèÿ ìíîãîñëîéíûõ íåîäíîðîäíûõ ïîëèìåðíûõ öèëèíäðîâ â óñëîâèè íåëèíåéíîé ïîëçó÷åñòè Âåñòíèê ìîñêîâñêîãî ñòðîèòåëüíîãî óíèâåðñèòåòà, ÌÃÑÓ, Âûï.1. Ìîñêâà, 12. ßçûåâ Ñ.Á. Ìåòîä îïðåäåëåíèÿ óïðóãèõ õàðàêòåðèñòèê ïîëèìåðíûõ êîíñòðóêöèîííûõ ìàòåðèàëîâ. Ìàòåðèàëû ìåæäóíàðîäíîé íàó÷.- ïðàêò. êîíô., Íàëü÷èê: ÊÁÃÓ 2010, ñ.19- Ïîäïèñàíî â ïå÷àòü 13.09.10. Ôîðìàò 60õ84 1/16.
Ðèçîãðàô. Áóìàãà ïèñ÷àÿ. Ó÷. – èçä. ë. 2,2.Òèðàæ 100 ýêç. Çàêàç.
Ðåäàêöèîííî-èçäàòåëüñêèé öåíòð Ðîñòîâñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî ñòðîèòåëüíîãî óíèâåðñèòåòà 344022, Ðîñòîâ-íà-Äîíó, óë. Ñîöèàëèñòè÷åñêàÿ,