4. Числове моделювання поведінки пружних конструкцій з локальними підкріпними елементамии

Анотація: Різноманітні включення, підкріплення, порушення суцільності (отвори, пори, тріщини) є чинниками, що зумовлюють неоднорідність структури, і є характерними для елементів конструкцій і споруд різних галузей сучасної техніки, зокрема ракетно-космічної. Вони значно впливають на процеси деформування та призводять до концентрації напруг, що може викликати локальні руйнування або появу недосконалостей форми, що унеможливлює подальшу експлуатацію конструкції. Матеріали, які було використано під час створення конструкцій, також неоднорідні за своєю структурою. Включення можуть моделювати тонкі підкріплювальні елементи, накладки, зварні або клейові з’єднання. Потреба у врахуванні наявності тонких включень виникає також під час дослідження фазових перетворень матеріалів, наприклад під час формування мартенситних структур. Дослідження деформування різноманітних тіл із включеннями має важливе значення у процесах порошкової технології, керамічного виробництва тощо, в яких відбувається спікання за великих температур порошку, який було спресовано під високим тиском. Для багатьох галузей техніки перспективним є використання поверхневого зміцнення, що підвищує працездатність елементів конструкції. Важливим є розроблення дискретного зміцнення, яке здійснюється за допомогою технологічних схем певного виду. Під час моделювання впливу дискретних зміцнень на напружено-деформований стан елементів конструкцій їх також можна розглядати як включення особливої структури. Включення можуть моделювати також смужкуватість феритно-перлітної структури у мікроструктурі, що пов’язана з попереднім складним навантаженням під час пластичного деформування матеріалів. Під час досліджень доцільно використовувати числові методи, які є універсальними та застосовними для об’єктів різної форми, розмірів, а також для різних видів навантаження. До основних числових методів належать методи скінченних різниць, граничних елементів, варіаційно-сітковий, скінченних елементів, локальних варіацій. За допомогою пакета ANSYS проведено комп’ютерне моделювання поведінки елемента конструкції ракетно-космічної техніки – прямокутної пластини з двома протяжними пружними включеннями різної жорсткості, що моделюють пружні неоднорідності конструкцій та матеріалів.