Задача трехточечного изгиба упругой балки из пористого металла

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью численных методов строится решение физически и геометрически нелинейной задачи трехточечного изгиба упругой балки прямоугольного сечения из пористого металла. В отличие от классического варианта задачи для однородной балки учитывается неоднородность по сечению из-за уплотнения материала за счет схлопывания пор, которое происходит в зоне сжатия при достаточно больших прогибах. Для описания упругого состояния пористого металла применяется диаграмма “напряжение – деформация” бимодульной среды. Приводятся результаты расчетов сильного изгиба балки из пеноалюминия низкой пористости, демонстрирующие отличие решения в сравнении с аналогичными решениями для балок из однородного пористого и уплотненного материала.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Б. Д. Аннин

Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bdannin@mail.ru
Россия, Новосибирск

В. М. Садовский

Институт вычислительного моделирования СО РАН

Email: sadov@icm.krasn.ru
Россия, Красноярск

О. В. Садовская

Институт вычислительного моделирования СО РАН

Email: o_sadov@icm.krasn.ru
Россия, Красноярск

Список литературы

  1. Gibson L. J. Mechanical behavior of metallic foams // Annu. Rev. Mater. Sci. 2000. V. 30. № 1. P. 191–227.
  2. Banhart J. Manufacturing routes for metallic foams // JOM. 2000. V. 52. № 12. P. 22–27.
  3. Ashby M.F. Plastic deformation of cellular materials // Encyclopedia of Materials: Science and Technology. P. 7068–7071. Oxford: Pergamon Press, 2001.
  4. Леушин И.О., Грачев А. Н., Назаров В. Н., Горохов П. А. Пеноалюминий – перспективный материал для производства литых изделий ответственного назначения // Теория и технол. металл. пр-ва. 2020. № 4 (35). С. 35–3٨.
  5. Прохорчук Е.А., Леонов А. А., Власова К. А. и др. Перспектива применения пеноалюминия для изделий авиакосмической техники (обзор) // Труды ВИАМ. 2021. № 12 (106). С. 21–30.
  6. Schaedler T.A., Jacobsen A. J., Torrents A. et al. Ultralight metallic microlattices // Science. 2011. V. 334. № 6058. P. 962–965.
  7. Аннин Б. Д. Механика деформируемого твердого тела: Избр. тр. Новосибирск: СО РАН, 2022. 2٨٨ с.
  8. Garcia-Avila M., Portanova M., Rabiei A. Ballistic performance of composite metal foams // Compos. Struct. 2015. V. 125. P. 202–211.
  9. Czekanski A., Elbestawi M.A., Meguid S.A. On the FE modeling of closed-cell aluminum foam // Int. J. Mech. Mater. Des. 2005. V. 2. № 1–2. P. 23–34.
  10. Völlmecke C., Todt M., Yiatros S. Buckling and postbuckling of architectured materials: A review of methods for lattice structures and metal foams // Compos. Adv. Mater. 2021. V. 30. P. 1–12.
  11. Садовский В.М., Садовская О.В. Анализ деформации пористой среды с учетом схлопывания пор // ПМТФ. 2016. Т. 57. № 5. С. 53–65.
  12. Садовский В.М., Садовская О.В., Лукьянов А.А. Радиальное расширение сферической и цилиндрической полостей в безграничной пористой среде // ПМТФ. 2014. Т. 55. № 4. С. 160–173.
  13. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979. 744 с.
  14. Садовская О.В., Садовский В.М. Математическое моделирование в задачах механики сыпучих сред. М.: Физматлит, 2008. 368 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схемы нагружения балки.

Скачать (53KB)
3. Рис. 2. Реологическая схема (а) и диаграмма (б) низкопористого металла.

Скачать (93KB)
4. Рис. 3. Схема цилиндрического изгиба.

Скачать (95KB)
5. Рис. 4. Зависимость безразмерной изгибной жесткости от параметра для (кривые 1–5, соответственно).

Скачать (104KB)
6. Рис. 5. Зависимость безразмерной толщины от параметра для (кривые 1–5, соответственно).

Скачать (112KB)
7. Рис. 6. Расчетные прогибы балки: 1 – алюминий; 2 – пористый алюминий; 3 – пористый алюминий, без учета уплотнения.

Скачать (94KB)
8. Рис. 7. Расчетные прогибы балки: 1 – алюминий; 2 – пористый алюминий; 3 – пористый алюминий, без учета уплотнения.

Скачать (97KB)

© Российская академия наук, 2024