Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

Мойсейчик Е.А.  

Теплообразование в стальных элементах при сдвиговых деформациях

     Формоизменение металлических элементов при пластическом деформировании сопровождается образованием и развитием дефектов структуры материала, фазовыми и физико-химическими превращениями, вследствие которых происходит диссипация энергии [1,2]. При этом большая часть выделяемой энергии преобразуется в тепловую, оказывает воздействие на развитие деформационных процессов в материале и далее рассеивается в окружающей среде. Такой пластически деформируемый металл является преобразователем механической энергии в тепловую и может эффективно использоваться как в традиционных технических приложениях (процессы зарождения и развития разрушения, обработка изделий деформированием, резанием и т.п.), так и в новых, в которых происходит преобразование (поглощение) механической энергии. К числу таких устройств можно отнести поглотители механической энергии, используемые для обеспечения сейсмостойкости ответственных инженерных сооружений. В практике сейсмостойкого строительства эти устройства применяются с 70-х годов прошлого столетия [3]. Наиболее часто используются устройства из металлических сплавов, рабочий элемент которых деформируется в условиях сдвига [3,4]. Опыт показывает, что при выборе материалов и разработке конструкций таких устройств, их расположении в конструктивной схеме сооружения не учитывается факт превращения механической энергии, в основном, в тепловую и возможности воздействия на процессы образования и отвода тепла с целью совершенствования и оптимизации таких устройств [3,4].
      В докладе приводятся данные конечноэлементного анализа напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов из низкоуглеродистой стали, работающих на сдвиг. С использованием термографа «IRTIS-2000» получены экспериментальные данные по теплообразованию в таких элементах. Приводятся рекомендации по совершенствованию энергопреобразователей сдвигового типа.

1. Rosakis P.A thermodynamic internal variable model for the partition of plastic work into heat and stored energy in metals / P.Rosakis, A.I.Rosakis, G.Ravichandran, J.Hodowany // J. Mech. Phys. Solids. 2000. Vol. 48. P. 581 – 607.
2. Плехов О. Экспериментальное исследование процессов накопления и диссипации энергии в железе при упругопластическом переходе / О.Плехов, N.Santier, О.Наймарк // ЖТФ. 2007. Т. 77. № 9. С. 135 – 137.
3. Остриков Г.М. Стальные сейсмостойкие каркасы многоэтажных зданий / Г.М.Остриков, Ю.С.Максимов. - Алма-Ата: Казахстан,1985. 120 с.
4. Panico S. Aluminium shear panels for seismic protection numerical analysis and experimental tests. -Tesi di Dottorato. Dottorato di Ricerca in Ingegneria delle Strutture. - Universita degli Studi di Napoli Federico II. Facolta di Ingegneria. 2004. 165 p.