CC BY
31
Лаврушин Г.А., Гнедюк Д.С.
ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ И ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛА
ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ
В качестве примера принимается артотропная среда, в которой рассматривается деформационные процессы под воздействием движущегося транспорта.
В процессе становления асфальтобетона после его изготовления идет его упрочнение, который протекает и во время эксплуатации дорожного полотна. Эти явления наблюдались в течении 24 месяцев. Через определенные промежутки из дорожного полотна вырезались образцы и испытывались на изгиб и на сжатие. По результатам этих опытов определялись нормальный модуль и предел прочности материала при разных температурах. Динамика изменения модуля упругости и прочности материала показаны на рис 1 и 2 Изменение модуля упругости (£) во времени (г) подчиняется степенной зависимости:
Е ~ аеЬх, (1)
где а — 730,97 и Ъ — 0,05 - постоянные материала.
Изменение прочности материала на сжатие (сгйГ) в зависимости от температуры (г) (в Кельвинах) подчиняется выражению:
^вс ~ кТ , (2)
где к- 3,9 • 1012 и т — -4,9 - постоянные материала.
В процессе эксплуатации асфальтобетон подвержен воздействию изгибных деформаций, которые могут привести к появлению усталостных трещин, которые, как правило, развиваются из области растягивающих напряжений.
Для повышения трещиностойкости асфальтобетона предлагается применить геотекстильные материалы и георешетки, которые снижают темп роста растяжения.
Поведение вязкоупругих тел под воздействием силовых полей математически может быть описано с помощью феноменологических теорий, в частности теории вязкоупругости. Для ряда композиционных материалов расчеты параметров деформирования производится на основе линейной вязкоупругости. Закон деформирования обычно задается реологической моделью в дифференциальной форме.
Поведение вязкоупругих тел под воздействием силовых полей математически может быть описано с помощью феноменологических теорий, в частности теории вязкоупругости. Для ряда композиционных материалов расчеты параметров деформирования производится на основе линейной вязкоупругости. Закон деформирования обычно задается реологической моделью в дифференциальной форме.
Рис. 1 Изменение модуля упругости во времени.
Рис. 2 Изменение прочности материала на сжатие под воздействием температуры.
Из предложенных механических моделей в расчетах, как правило, используется достаточно простая, но хорошо отражающая свойства вязкоупругого материала трехэлементная модель:
Е0тё +Е*£ ~т& +(Т . (3)
Уравнение (3) является частным случаем дифференциального уравнения, описывающего соотношение между напряжением и деформацией в операторной форме.
О йи
Лаврушин Г.А.. МогильницкиЙ Н.В.
ОБ ОЦЕНКЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ТОРОИДАЛЬНЫХ И СФЕРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ
Излагается исследование прочности крупных деталей при неоднородном напряженном состоянии. Например, различных типов чугунных крышек сушильных цилиндров бумагодельных машин. Крепление таких крышек к стальному цилиндру (в котором создано высокое давление) осуществляется с помощью болтов. Возникающие в крышках деформации измеряются с помощью наклеенных на наружнюю и внутреннюю поверхности электрических тензометров сопротивления с базой 5 мм. Чтобы точнее установить наиболее напряженные элементы материала, необходимо использовать большое число указанных тензометров ( порядка 90-150 тензометров на внутренней и наружней поверхностях соответственно, в зависимости от габаритов оболочечных элементов). По измеренным деформациям с помощью закона Гука вычисляются напряжения. В расчет необходимо вводить несколько уменьшавшиеся с ростом нагрузки значения модуля, установленные по лабораторным испытаниям на растяжение материала оболочечных конструктивных элементов (крышек). В пределах степени нагружения, на которой происходит разрушение крышки, приращения напряжений вычисляются путем экстраполяции из зависимости (получаемой экспериментально)
