Поведение керамического кирпича при динамических режимах нагружения

Введение 3
Глава I. Модификации метода Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона 5
1.1 Основные предпосылки метода Кольского 5
1.2 Модификация метода Кольского на сжатие в обойме 10
1.3 Методика испытаний хрупких материалов на срез 12
1.4 Методика испытаний хрупких материалов на растяжение 14
1.5 Модификация метода Кольского для испытания хрупких материалов на раскалывание и ударную вязкость. 16
Глава II. Статистическая обработка экспериментальных данных 19
2.1 Математическая статистика 19
2.1.1 Случайная величина и ее числовые характеристики 19
2.1.2 Интервальное оценивание 20
2.1.2.1 Доверительный интервал для среднеквадратического отклонения нормального распределения 21
2.2 Выбор наилучшего инструмента для анализа экспериментальных данных 22
2.3 Диаграммы деформирования мелкозернистого бетона 27
Глава III. Практические исследования разрушения керамического кирпича при динамических воздействиях 31
3.1 Динамические свойства керамического кирпича 31
3.2 Механические характеристики керамического кирпича при динамических нагружениях 39
Заключение 45
Список литературы 47
Приложения 48

Весь текст будет доступен после покупки

Изучение действия динамического разрушения конструкций приобретает все большую актуальность. Динамические воздействия характеризуются огромным разнообразием, они происходят при постоянном изменении параметров, отличаются быстрым получением результатов, небольшой продолжительностью и иногда ограниченной зоной действия.
С недавнего времени часто применяется численное моделирование процессов деформирования конструкции в целом, а также отдельных ее составляющих при динамических внешних воздействиях. Более того реальный объект, имеющий комплекс физико-механических свойств, при расчетах заменяется на свою математическую модель. Для обеспечения известных моделей поведения материалов нужными параметрами и константами, вдобавок для разработки других математических моделей необходимы экспериментальные данные, полученные из динамических свойств строительных материалов, которые используются при изготовлении конструкций.
Одним из самых обоснованных и распространенных способов испытаний материалов при динамических воздействиях, происходящие при больших скоростях деформации является метод Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона. Основной областью применения этого метода являются динамические испытания металлов и их сплавов, иногда он может использоваться для нахождения механических свойств полимерных и композиционных материалов, малое количество работ рассматривают динамические испытания горных пород и бетонов. Наравне с традиционными исследованиями материалов на растяжение и сжатие, эта методика разрешает проводить опыты с регистрацией нескольких циклов импульсного нагружения.
Главными преимуществами метода Кольского считаются простая реализация, точное теоретическое объяснение явлений, возникающие в системе двух тонких длинных упругих стержней и короткого упругопластического образца между ними, корректное определение существенных деформаций образца благодаря тензорезисторам, регистрирующих импульсы деформации в стержнях. Помимо этого, эксперименты, проведённые по данной методике, исключают изгиб образца ввиду его малой длины. Метод РСГ делает возможным регистрировать историю изменения скорости деформации в процессе деформирования материала.
Целью данной работы является исследование процессов деформирования и разрушения керамического кирпича при высокой скорости деформирования и обработка данных испытаний на раскалывание для получения механических свойств при динамических нагружениях.
Для достижения обозначенной цели были поставлены и решены следующие задачи:
Рассмотреть модификацию метода Кольского для исследования динамических свойств мягких грунтов;
Изучить основные методы РСГ на сжатие, растяжение, раскалывание, ударную вязкость и срез для испытаний хрупких разносопротивляющихся материалов;
Провести сравнение двух программ при анализе экспериментальных данных, полученных при раскалывании образца;
Проанализировать диаграммы деформирования хрупких материалов: зависимости напряжения, деформации и скорости деформации от времени;
Составить среднюю зависимость для опытов с близкой скоростью ударника, строя соответствующие зависимости среднего растягивающего напряжения от времени;
Для диаграмм средней зависимости построить планки погрешностей, указывающих степень разбросанности свойств материала;
Произвести аппроксимацию практически линейного участка диаграммы σ_tср~t линейной функцией для определения скорости роста напряжения;
Построить зависимость σ_(tср,max)~σ ̇ и τ_max~σ ̇ по полученным данным для определения механических свойств хрупкого материала.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и 3 приложений.
Первая глава работы посвящена рассмотрению теоретических аспектов метода Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона и его модификаций для растяжения, сжатия, раскалывания, ударной вязкости и среза.
Во второй главе находятся дополнительные средства и экспериментальные разработки для анализа процессов разрушения и деформирования хрупких материалов.
Третья глава представляет численные результаты исследования механических свойств хрупкого материала при раскалывании.
В заключении работы описаны основные выводы, полученные1 в ходе изучения поставленной цели.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава I. Модификации метода Кольского с использованием разрезного стержня Гопкинсона
1.1 Основные предпосылки метода Кольского

Математическая модель РСГ состоит из системы, которая включает в себя два тонких длинных упругих стержня и один мягкий и короткий между ними, последний стержень называют образцом. Предпосылки и допущения метода Кольского звучат так:

• ввиду очень малой длины образца по сравнению с длиной нагружающего импульса в образце в течение испытания реализуется одноосное напряженное состояние с равномерным распределением напряжений и деформаций по его. Таким образом, несмотря на высокие скорости деформации образца, испытание может рассматриваться как квазистатическое;
• предел упругости мерных стержней должен быть значительно выше предела текучести образца;
• при распространении волн в мерных стержнях отсутствует дисперсия;
• распределение профиля деформации в пределах поперечного сечения стержня равномерное;
• поперечные колебания частиц стержня отсутствуют.

Весь текст будет доступен после покупки

1. А. М. Брагов, А. К. Ломунов, А. Ю. Константинов, Д. А. Ламзин Модификация метода Кольского для испытаний хрупких материалов на растяжение, 2016.
2. А.М. Брагов, Б. Карихалоо, А.Ю. Константинов, Д.А. Ламзин, А.К. Ломунов Исследование механических свойств фибробетона с помощью методики Кольского и ее модификаций// Вестник Нижегородского Государственного Университета им. Н.И. Лобачевского, 2011, №4 (1), с. 123-129.
3. А.М. Брагов, А.К. Ломунов, А.Ю. Константинов, Д.А. Ламзин Модификация метода Кольского для определения прочности хрупких материалов на срез// Письма в ЖТФ, 2017, том 43, вып. 2.
4. А.М. Брагов, А.К. Ломунов, И.В. Сергеичев Модификация метода Кольского для исследования свойств малоплотных материалов при высокоскоростном циклическом деформировании// Прикладная механика и техническая физика. 2001. Т.42, №6.
5. A. М. Брагов, В. П. Гандурин, Г. М. Грушевский, А. К. Ломунов Новые возможности метода Кольского для исследования динамических свойств мягких грунтов// Прикладная механика и техническая физика, 1995, т. 36, № 3
6. В.Н. Калинина, В.Ф. Панкин Математическая статистика// 4-е изд., испр. – М.: Дрофа, 2002
7. Д.Т. Письменный Конспект лекций по теории вероятностей и математической статистике, 2004

Весь текст будет доступен после покупки