Введение
ГЛАВА I. Обзор методов исследования и анализ высокоградиентных термонапряженных состояний сочлененных оболочечных конструкций, обусловленных технологическими процессами энергетического машиностроения 24
1.1. Некоторые научные проблемы в задачах модернизации отечественного энергетического машиностроительного комплекса 22
1.2. Краткий исторический обзор ранее проведенных исследований термонапряженного состояния элементов конструкций и их предельных возможностей 33
1.3. Феноменологическая модель предельного состояния обобщенной конструкции. 38
1.4. Темонапряженное состояние элементов конструкций энергетического машиностроения с учетом особенностей конструктивной формы и неоднородностей физико-механических характеристик 43
1.5. Технологические факторы влияния на термонапряженное состояние элементов конструкций энергетического машиностроения, изготовленных методом сварки 51
1.6. Основные технические требования, предъявляемые к конструкциям энергетического машиностроения 57
1.7. Постановка задачи исследования и оптимизации высокоградиентных термонапряженных состояний сочлененных оболочечных конструкций в технологических процессах энергетического машиностроения 59
Глава II. Теоретические методы исследования термонапряженного состояния элементов конструкций оболочечного типа в условиях действия тепловых нагрузок 63
2.1. Основные соотношения теории тонких упругих оболочек 63
2.2. Основные соотношения термоупругости для тонкой оболочки 68
2.3. Статическая и квазистатическая задачи термоупругости 75
2.4. Аналитические и численные методы определения внутренних напряжений при тепловом воздействии 76
2.5. Вариационные методы в решении задач теории тонкостенной упругой оболочки 80
2.6. Вариационные принципы теории термоупругости в случаях статической и квазистатической задач термоупругости 87
2.7. Задачи минимизации с ограничениями в переходных процессах упругопластического состояния конструкции 90
2.8. Вариационно-разностный метод 93
2.9. Вариационная постановка задачи разрабатываемого метода для нахождения экстремального параметра, характеризующего предельное упругое состояние конструкции 98
Глава III. Теоретическое исследование экстремальных температурных полей и теромнапряженных состояний оболочечных конструкций 101
3.1. Постановка экстремальной температурной задачи в исследовании термонапряженных состояний тонких оболочек, обусловленных воздействием высокоградиентных температурных полей 102
3.2. Вариационная задача нахождения локального теплового экстремума в тонких оболочках при заданных условиях нагрева 106
3.3. Математическая модель исследования температурного поля в условиях продольного локального нагрева образующей поверхности тонкой цилиндрической оболочки 112
3.4. Математическая модель исследования температурного поля в условиях кольцевого локального нагрева образующей поверхности цилиндрической оболочки 121
3.5. Математическая модель исследования температурного поля, действующего в плоскости, перпендикулярной к продольной оси оболочки 124
3.6. Математическая модель исследования температурного поля, действующего в наклонной плоскости к продольной оси оболочки 128
3.7. Обобщенные модели термонапряженного состояния оболочечных конструкций в решении экстремальной температурной задачи 134
Глава IV. Исследование термонапряженного состояния элементов конструкций с переменными геометрическими и физико - механическими характеристиками в условиях действия высокоградиентного температурного поля 141
4.1. Локальное тепловое нагружение двух полых пересекающихся цилиндрических оболочек вращения, одна из которых является несущей 141
4.2. Локальное тепловое нагружение двух пересекающихся цилиндрических оболочек вращения с переменной толщиной стенки 148 4.3. Математическое моделирование температурных полей и термонапряжений элементов конструкции форм литья на примере матрицы с переменной толщиной стенки 154
4.4. Термонапряженное состояние многослойных конструкций с переменным модулем упругости в условиях термосилового нагружения 160
4.5. Осесимметричное упругопластическое состояние многослойного цилиндра 166
4.6. Упругопластическое состояние цилиндра при локальном нагреве поверхности движущимся источником тепла постоянной интенсивности 170
Глава V. Теоретическое исследование термонапряженного
состояния сварных конструкций энергетического
машиностроения 177
5.1. Температурные напряжения в оболочечных конструкциях, изготовленных при помощи сварки 180
5.2. Деформации и перемещения в зоне сварных соединений оболочечных конструкций 195
5.3. Некоторые соотношения параметров режимов сварки с температурной зависимостью протекающего теплового нагрева 204
ГЛАВА VI. Оптимизация термонапряженных состояний сочлененных оболочечных конструкций в технологических процессах энергетического машиностроения 207
6.1. Постановка оптимизационной задачи. Общие подходы к ее решению 207
6.2. Оптимизационная модель конструктивной формы, сочлененной двумя пересекающимися цилиндрами 215
6.3. Оценка точности приближенного решения задачи оптимизации конструктивной формы 219
6.4. Задача на оптимальное сопряжение двух пересекающихся цилиндров 229
6.5. Оптимизация высокоградиентных термонапряженных состояний сварной конструкции сосуда высокого давления в технологическом процессе сварки 234
6.6. Оптимизация термонапряженных состояний сварных трубных конструкций 239
6.7. Оптимизация термонапряженных состояний многослойной цилиндрической конструкции с учетом особенностей технологий изготовления и сборки структурных элементов 246
6.8. Математическое обоснование построения алгоритма оптимизации и оценочных весовых функций 254
Глава VII. Экспериментальные исследования термонапряженного состояния сварных конструкций оболочечного типа 265
7.1. Теория эксперимента и постановка задачи экспериментальных исследований 265
7.2. Технология обеспечения точности измерений
эксперимента 270
7.3. Экспериментальное определение остаточных напряжений в зоне термического влияния углового сварного соединения в образце «угольник» 275
7.4. Металлографические исследования зоны термического влияния углового сварного соединения 286 Основные выводы 295
Список литературы
