Андрей Владимирович Николаенко¹, д. экон. н., доцент, ректор Московского Политеха, профессор кафедры «Менеджмент в сфере науки и технологий», e-mail: rector@mospolytech.ru

¹ Московский политехнический университет

В статье содержится анализ ряда основных направлений развития современного инженерного образования. На примере анализа контекстного подхода – как в версии А.А. Вербицкого, так и в понимании Э.Ф. Кроули, выделяются его основные характеристики, связанные с практической ориентацией образовательных программ. Доказывается тезис о том, что современный специалист должен не только уметь взаимодействовать со специалистами других профилей, но и быть способным реализовывать свои компетенции в различных профессиональных и социальных контекстах. Вводится и обосновывается понятие метаконтекстного подхода, даются его основные характеристики.

Ключевые слова: метаконтекстный подход, практико-ориентированное инженерное образование, CDIO (CDIO – Conceive, Design, Implement, Operate), контекстный подход

Список литературы

1. Дынькин, Б.Е., Красовский П.С. Болонский процесс: идеи и принципы организации высшего образования в общеевропейском пространстве: монография. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. – 98 с.

2. The European higher education area. The Bo­-logna Declaration of 19 June 1999 // URL:http://media.ehea.info/file/2010_Budapest_Vienna/

65/2/IndependentAssessment_executive_summary_overview_conclusions_598652.pdf

3. Каратаева Н.Г. Компетентностно-контекстный подход к разработке содержания образования в инженерном вузе // Вестник МГГУ им. М.А. Шолохова. Педагогика и психология. 2012. № 3. С. 43–47.

4. Вербицкий А.А. Контекстно компетентностный подход к модернизации образования // Высшее образование в России. 2010. № 5. 
С. 32–37.

5. Verbitskiy A.A., Iliazova M.D. Invariants of Professionalism: Formation Problems: mono­graph. M.: Logos, 2011. – 288 p.

6. Barbedo De Magalhães A., Estima M., Almada-Lobo B. PUKHA: a new pedagogical experie­nce // European Journal of Engineering Edu­cation. 2007. Vol. 32. No. 6. P. 711–719.

7. Кроули Э.Ф. Переосмысление инженерного образования. Подход CDIO / Э.Ф. Кроули, Й. Малмквист, С. Остлунд, Дорис Р. Бродер, К. Эдстрем: пер с англ. С. Рыбушкиной. М.: Изд. дом Высшей школы экономики, 2016. – 504 с.

8. Johnson Е.В. Contextual Teaching and Learning. What it is and why it is here to stay. Thousand Oaks: Corwin Press, 2001. – 208 p.

9. Зданович О.В., Холодкова Ю.Э. Поликонтекстный подход и его роль в развитии исследовательской компетенции бакалавра – будущего учителя математики // Альманах современной науки и образования. Тамбов: Грамота, 2014. № 1 (80). C. 41–43.

10. Шобонова Л. Ю. Сущность и структура мета профессиональной компетенции преподавателя иностранного языка в неязыковом вузе // Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова. 2010. Т. 16. C. 69–73.

11. Казакова Н.Е. Полипрофессионализм деятельности выдающегося психолога-акмеолога К.К. Платонова / под ред. Н.В. Кузьминой. Шуя: Весть: Шуйс. гос. пед. ун-т. 2002. С. 91–101.

12. Пачина Н.Н. Акмеология развития полипрофессиональной компетентности: автореферат дис. ... д-р. психол. наук. Кострома: 2013. – 52 с.

13. Никифоров В.И., Черненькая Л.В. «Всемирная инициатива CDIO» в российском образовании // Alma mater (Вестник высшей школы). 2015. № 3. С. 8–12.

Валерий Сергеевич Кузнецов¹, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Гидромеханика, гидромашины и гидропневмоавтоматика», e-mail: kuznecovbmstu@mail.ru

Валерий Владимирович Яроц¹, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Гидромеханика, гидромашины и гидропневмоавтоматика», e-mail: vyaroz@yandex.ru

¹ МГТУ им. Н.Э. Баумана

В работе рассматривается экспериментальное исследование истечения рабочей жидкости через цилиндрический дроссельный канал в атмосферу при изменении абсолютного давления на входе в канал в диапазоне от 221 до 240 кПа в режиме существования «эффекта запирания». Результаты эксперимента показали, что абсолютное давление в паровоздушной полости вокруг потока внутри дроссельного канала остается постоянным и равным 4 кПа. При этом расход жидкости зависел только от перепада абсолютного давления на входе в дроссельный канал и в паровоздушной полости, то есть возникал «эффект запирания». Изменение экспериментальных значений расхода жидкости, определенных при одном и том же перепаде абсолютного давления при отрывном и безотрывном режимах истечения, составляет не более 0,5 %. Следовательно, значение коэффициента расхода жидкости в зоне существования «эффекта запирания» можно определять по известным данным для истечения жидкости из отверстий в тонкой стенке.

Ключевые слова: цилиндрический дроссельный канал, режимы истечения жидкости, «эффект запирания», перепад давления, коэффициент расхода

Список литературы

1. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.: Недра, 1982. – 224 с.

2. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы:
учеб. для машиностроительных вузов / Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. М.: Издательский дом «Альянс», 2010. – 423 с.

3. Charru F. Hydrodynamic Instabilities. Cam­bridge University Press, 2011. – 391 p.

4. Hibbeler R.C. Fluid Mechanics. P. 2: Pearson Pumtke Hall, 2015. – 904 p.

5. Сиов Б.Н. Истечение жидкости через насадки. М.: Машиностроение, 1968. – 140 с.

6. Кузнецов В.С., Шабловский А.С., Яроц В.В. Влияние фаски на входной кромке отверстия в цилиндрической насадке на его коэффициент расхода // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2014. № 5. С. 46–52.

7. Кузнецов В.С. Определение расчетной площади входа в цилиндрический дроссельный канал // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журнал. 2015. № 6. С. 40–53. DOI: 10.7463/aplts.0615.0822739 (дата обращения 05.11.2015).

8. Кузнецов В.С. Исследование потоков жидкости в дроссельных каналах при возникновении кавитации // Вестник ДГТУ. 2011. Т. 11. № 1(52). С. 57–62.

9. Кавитационные течения вязкой жидкости в дроссельных устройствах / Д.Н. Попов, П.В. Отрошко, А.Г. Бочаров, В.С. Кузнецов // Вестник машиностроения. 1980. № 2.
С. 5–8.

10. Шабловский А.С., Кузнецов В.С., Яроц В.В. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований коэффициента сжатия потока жидкости в плоском щелевидном канале // Известия МГТУ «МАМИ». Серия 3. Естественные науки. 2013. Т. 3. № 1(15). С. 135–138.

Александр Иванович Муницын¹, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры роботехники, мехатроники, динамики и прочности машин, e-mail: munitsyn@rambler.ru

Мария Александровна Муницына², кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры теоретической механики, e-mail: munitsynа@gmail.com

¹ НИУ «Московский энергетический институт»

² Московский физико-технический институт (государственный университет)

В работе приводится решение задачи о колебаниях твердого параллелепипеда на горизонтальном основании. Основание движется по гармоническому закону в горизонтальном направлении. На линии контакта между телом и основанием действует сила сухого трения, учитывается также рассеяние энергии при ударе в рамках гипотезы Ньютона. Рассматриваются малые углы отклонения параллелепипеда от вертикали, полагая его высоту существенно больше ширины. Методом осреднения находятся режимы вынужденных колебаний, соответствующие основному резонансу. Результаты представлены в виде амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик.

Ключевые слова: опорная плоскость, сухое трение, нелинейные колебания, метод осреднения

Список литературы

1. Housner G. The behavior or inverted pendulum structures during earthquakes // Bulletin of the Seismological Society of America. 1963. Vol. 53. No. 2. P. 403–417.

2. Hogan S.J. The many steady state responses of a rigid block under harmonic forcing // Earthquake Eng. Struct. Dyn. 1990. Vol. 19.
P. 1057–1071.

3. Sinopoli A. Earthquakes and large block monumental structures // Annali di Geofisica. 1995. Vol. 38. No. 5–6. P. 737–751.

4. Prieto F., Lourenco P.B. On the rocking behavior of rigid object // Meccanica. 2005. Vol. 40.
P. 121–133.

5. Andreaus U., Casini P. On the rocking-uplifting motion of a rigid block in free and forced motion: influence of sliding and bouncing // Acta Mechanica. 1999. Vol. 138. P. 219–241.

6. Sinopoli A. Unilaterality and Dry Friction:
A Geometric Formulation for Two-Dimensional Rigid Body Dynamics // Nonlinear Dynamics. 1997. Vol. 12. P. 343–366.

7. Гуськов А.М., Пановко Г.Я., Чан-Ван-Бинь. Гашение колебаний упругой системы с присоединенным маятником // Машиностроение и инженерное образование. 2008. № 2. С. 36–42.

8. Крайнова Л.Н., Муницын А.И. Пространственные нелинейные колебания трубопровода при гармоническом возбуждении // Машиностроение и инженерное образование. 2010. № 2. С. 46–51.

9. Муницын А.И. Нелинейные колебания системы с двумя степенями свободы при учете диссипации по модели сухого трения // Машиностроение и инженерное образование. 2015. № 2. С. 9–14.

10. Карапетян А.В., Муницына М.А. Динамика параллелепипеда на горизонтальной вибрирующей плоскости // Автоматика и телемеханика. 2015. № 3. C. 32–43.

11. Муницын А.И., Муницына М.А. Колебания твердого параллелепипеда на вибрирующем основании // Нелинейная динамика. 2016.
Т. 12. № 1. С. 91–98.

12. Блехман И.И., Джанелидзе Г.Ю. Вибрационное перемещение. М.: Наука, 1964. - 410 с.

13. Нагаев Р.Ф. Периодические режимы вибрационного перемещения. М.: Наука, 1978. - 160 с.

14. Андронов В.В., Журавлев В.М. Сухое трение в задачах механики. М., Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». Институт компьютерных исследований. 2010. - 184 с.

Виктор Васильевич Овчинников¹, доктор технических наук, академик международной академии информатизации, профессор кафедры материаловедения, E-mail: vikov1956@mail.ru;

¹ Московский политехнический университет

Рассмотрены основные особенности сварки трением с перемешиванием (СТП) алюминиевых и магниевых сплавов. Описаны конструкции рабочего инструмента для осуществления СТП, особенности формирования соединений и принципы выбора параметров режима СТП различных алюминиевых сплавов, области использования СТП, оборудование для СТП различных конструкций, контроль качества соединений, специфические дефекты и способы их устранения. Рассмотрены основные преимущества формирования швов в твердой фазе в результате пластической деформации металла при сварке алюминиевых сплавов трением с перемешиванием. Проанализированы структура, степень разупрочнения, прочность, показатели сопротивления при растяжении образцов и уровни остаточных напряжений и деформаций в сварных соединениях высокопрочных алюминиевых сплавов, полученных трением с перемешиванием.

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, магниевые сплавы, сварка трением с перемешиванием, конструкция рабочего инструмента, области применения СТП, дефекты соединений, свойства сварных соединений, оборудование

Список литературы

1. Eur. Pat. Spec. 0615480B1. Improvements relating to friction welding / W.M. Thomas, E.D. Nikolas, J.C. Needham. Опубл. 1995.

2. Степанов В.В., Конкевич В.Ю., Фролов В.А. Формирование соединений при сварке трением по способу Friction Stir Welding // Технология легких сплавов. 2003. № 1. С. 58–67.

3. Третяк И.Г. Сварка трением с перемешиванием алюминиевых сплавов (обзор) // Автоматическая сварка. 2002. № 7. С. 12–21.

4. Овчинников В.В., Дриц А.М. Сварка трением с перемешиванием алюминиевых сплавов // Цветные металлы. 2005. № 2. С. 66–70.

5. Metallurgical factors affecting hardness HV connections of 7075 aluminum alloy friction welding performed with mixing / Tsutomu Ito, Xiayong Yun, Alexandre Goloborodko et al. // Journal of Japan Institute of Light Metals. 2010. Vol. 60. No. 6. Р. 275–281.

6. Бахматов П.В., Муравьев В.И., Мелкоступов К.А. Исследование параметров сварки трением с перемешиванием высокопрочного алюминиевого сплава В95Т2 // Сварочное производство. 2010. № 6. С. 17–19.

7. Сварка трением с перемешиванием высокопрочного алюминиево-литиевого сплава В-1469 / В.И. Лукин, В.В. Овчинников, Е.Н. Йода, И.П. Жегина и др. // Сварочное производство. 2012. № 4. С. 45–48.

8. Грушко О.Е., Овсянников Б.В., Овчинников В.В. Алюминиево-литиевые сплавы: металлургия, сварка, металловедение. М.: Наука, 2014. – 298 с.

9. Штрикман М.М., Егоров В.Н., Кащук Н.М. Технология комбинированной фрикционной сварки конструкций авиационной техники // Авиационная промышленность. 2012. № 4. С. 32–35.

10. Дриц А.М., Овчинников В.В. Механические свойства нахлесточных соединений листов сплава 1565чМ // Цветные металлы. 2014. № 11. С. 109–114.

11. Nakamura W., Seo N., Katoh K. Structure and mechanical properties of butt joints of aluminum alloy 2017 performed by friction welding // Journal of Japan Institute of Light Metals. 2012. Vol. 60. No. 9. Р. 338–343.

12. Курынцев С.В., Трифонов В.П. Механические свойства сварных соединений из сплава АМг5, полученных двухсторонней сваркой трением с перемешиванием // Сварочное производство. 2014. № 4. С. 25–28.

13. Малофеев С.С., Кулицкий В.А. Сварка трением с перемешиванием пластин различной толщины сплава системы Al–Mg–Sc // Технология легких сплавов. 2012. № 4. С. 72–76.

14. Овчинников В.В., Дриц А.М., Малов Д.В. Механические свойства сварных соединений сплавов 1565чМ и 1460Т1 в разноименном сочетании, полученных сваркой трением с перемешиванием // Заготовительные производства в машиностроении. 2015. № 6.
С. 11–17.

15. Okamura H., Aota K., Ezumi M. Friction stir welding of aluminum alloy and application to structure // J. Japan Institute of Light Metals. 2000. No. 4. P. 166–172.

16. Pietras A., Zadroga L., Lomozik M. Cha­racteristics of welds formed by pressure welding incorporating stirring of the weld material (FSW) // Welding Intern. 2004. No. 1. P. 5–10.

17. Shinoda T. Effect of tool angle on metal flow phenomenon in friction stir welds // 6th International Conference on Trends in Welding Research. Georgia, USA. 2002. April. No. 4. P. 77–86.

18. Point of application for FSW / H. Okamura et al. // Welding Technology. 2003. No. 5. P. 60–69.

19. Colegrove P.A., Shercliff H.R. Experimental and numerical analysis of aluminium alloy 7075-T7351 friction stir welds // Science and Technology of Welding and Joining. 2003. No. 5. P. 360–368.

20. Enomoto M. Friction Stir Welding: research and industrial applications // Welding International. 2003. No. 5. P. 341–345.

21. Effect of welding parameters on nugget zone microstructure and properties in high strength aluminium alloy friction stir welds / Hassan A.A. et al. // Science and Technology of Welding and Joining. 2003. No. 4. P. 257–268.

22. Овчинников В.В., Дриц А.М. Свойства соединений листов алюминиевых сплавов, выполненных сваркой трением с перемешиванием // Заготовительные производства в машиностроении. 2015. № 10. С. 7–15.

23. Colegrove P.A., Shercliff H.R. Experimental and numerical analysis of aluminium alloy 7075-T7351 friction stir welds // Science and Technology of Welding and Joining. 2003. No. 5. P. 360–368.

24. Рязанцев В.И., Мацнев В.Н., Конкевич В.Ю. Сварка трением с перемешиванием деформируемых и литейных алюминиевых сплавов // Авиационная промышленность. 2004. № 4. С. 33–36.

25. Овчинников В.В., Дриц А.М., Малов Д.В. Двухпроходная сварка трением с перемешиванием листов из сплава 1565чМ // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2014. № 6. С. 36–42.

26. Сварка трением с перемешиванием высокопрочных алюминий-литиевых сплавов В-1461 и В-1469 / В.И. Лукин, В.В. Овчинников, Е.Н. Йода, М.Д. Пантелеев, А.А. Скупов // Сварочное производство. 2015. № 7. С. 21–25.

27. Friction stir welding flies high at NASA / Ding J. et al. // Welding Journal. 2006. № 3. P. 54–59.

28. Покляцкий А.Г. Параметры процесса сварки трением с перемешиванием тонколистовых алюминиевых сплавов // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. 2015. № 11. С. 53–58.

29. Покляцкий А.Г. Изучение особенностей массопереноса процесса сварки трением с перемешиванием с помощью физического моделирования // Автоматическая сварка. 2011. № 6. С. 18–22.

30. Механические свойства сварных соединений листов сплава 1565ч при низких температурах / В.В. Овчинников, А.М. Дриц, М.А. Гуреева, Д.В. Малов, Р.Н. Растопчин // Электрометаллургия. 2016. № 6. С. 2–9.

31. Котлышев Р.Р., Чуларис А.А., Людмирский Ю.Г. Гипотеза образования соединения при сварке трением с перемешиванием // Сварка и диагностика. 2010. № 4. С. 31–34.

32. Roos E., Noveva R., Kleih L. The concept of applicability parameters of friction welding with mixing different materials and production equipment // Welding and Cutting. 2013. No. 1. P. 38–43.

33. Velijich D., Sedmak A., Rakin M. Change of temperature and vertical efforts at welding friction with mixing // Zavarivanje i Zavarene Konstrucije. 2013. No. 2. Р. 53–59.

34. Колубаев Е.А. Особенности формирования структуры сварного соединения, полученного сваркой трением с перемешиванием // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 6. С. 1–2.

35. Карманов В.В., Каменева А.Л. Сварка трением с перемешиванием алюминиевых сплавов: сущность и специфические особенности процесса, особенности структуры сварного шва // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. 2012. № 32. С. 72–73.

36. Рудак Д.П., Черневич К.В., Штемпель О.П. Сварка трением с перемешиванием: особенности, область применения, анализ технологичности // Вестник Брестского государственного технического университета. 2012. № 4. С. 59–61.

37. Ericsson M., Sandstrom R. Influence of welding speed on the fatigue of friction stir welds and comparison with MIG and TIG // Intern. J. Fatigue. 2003. No. 25. P. 1379–1387.

38. Friction stir welding flies high at NASA / Ding J., Carter R., Lawless K. et al. // Ibid. 2006. No. 3. P. 54–59.

39. Сварка трением с перемешиванием – эффективный способ повышения эксплуатационных характеристик конструкций / А.Г. Покляцкий, А.Я. Ищенко, А.А. Чайка, Т.М. Лабур // Автоматическая сварка. 2010. № 4. С. 45–50.

40. Прочность и структура сварных соединений алюминиевых сплавов, полученных трением с перемешиванием и сваркой неплавящимся электродом/ А.Г. Покляцкий, А.А. Чайка, И.Н. Клочков, М.Р. Яворская // Автоматическая сварка. 2009. № 9. С. 11–15.

41. Механические свойства соединений алюминиевого сплава 1441, полученных при различных способах сварки / А.Г. Покляцкий, А.Я. Ищенко, А.А. Гринюк, М.Р. Яворская // Автоматическая сварка. 2007. № 3. С. 36–39.

42. Дриц А.М., Овчинников В.В. Результаты исследований свариваемости высокопрочных сплавов системы Al–Cu–Li–Mg, легированных серебром, скандием, цирконием // Технология легких сплавов. 2011. № 1. С. 29–38.

43. Сварка трением с перемешиванием высокопрочного алюминиево-литиевого сплава В-1469 / В.И. Лукин, В.В. Овчинников, Е.Н. Йода и др. // Сварочное производство. 2012. № 4. С. 45–48.

44. Дриц А.М., Овчинников В.В., Растопчин Р.Н. Исследование свойств сварных соединений сплава 1565ч применительно к изготовления сварных цистерн // Цветные металлы. 2012. № 12. С. 85– 89.

45. Овсянников Б.В., Овчинников В.В., Овчинников В.Г. Технологические особенности сварки трением с перемешиванием алюминиево-литиевого сплава 1441 // Заготовительные производства в машиностроении. 2013. № 8. С. 7–11.

46. Дриц А.М., Овчинников В.В. Свойства сварных соединений листов сплава 1565ч в сочетании с другими алюминиевыми сплавами // Цветные металлы. 2013. № 11. С. 84–89.

47. Сварка трением с перемешиванием алюминиевых сплавов различных систем легирования / А.Г. Покляцкий, А.А. Чайка, И.Н. Клочков, М.Р. Яворская // Автоматическая сварка. 2010. № 10. С. 18–22.

48. Покляцкий А.Г., Ищенко А.Я., Федорчук Е.В. Сварка трением с перемешиванием композиционных, гранулированных и квазикристаллических алюминиевых сплавов // Автоматическая сварка. 2011. № 7. С. 3–8.

49. Влияние термической обработки на свойства сварных соединений высокопрочных алюминий-литиевых сплавов, выполненных сваркой трением с перемешиванием / В.И. Лукин, В.В. Овчинников, Е.Н. Йода и др. // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2015. № 1. С. 8–13.

50. Овчинников В.В., Андреева Л.П. Влияние температуры испытаний на свойства соединений сплава 1565ч, выполненных сваркой трением с перемешиванием // Технология металлов. 2016. № 10. С. 12–17.

Геннадий Петрович Никишков¹, доктор технических наук, профессор, главный специалист, e-mail: nikishkov@gmail.com

Юрий Григорьевич Матвиенко², Доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе, e-mail: matvienko7@yahoo.com

Игорь Александрович Разумовский², доктор технических наук, профессор, зав. лабораторией механики разрушения и живучести, e-mail: murza45@gmail.com

¹ ООО «ФИДЕСЕС»

² Института машиноведения им. А.А. Благонравова РАН

На основе двухпараметрического критерия разрушения введено понятие индекса разрушения для упругопластических трещин, зависящего от расчетного упругопластического коэффициента интенсивности напряжений и вязкости разрушения, соответствующей текущему значению параметра стеснения деформации. Предложена соответствующая критериальная зависимость для описания процесса распространения трещины. Методом конечных элементов определены расчетные значения распределения индекса разрушения по фронту упругопластической трещины в образце для испытаний на трехточечный изгиб. Результаты исследований показывают, что с повышением нагрузки разрушения распределение индекса разрушения на фронте трещины характеризуется большей неравномерностью. 

Ключевые слова: упругопластическая механика разрушения, двухпараметрический критерий разрушения, вязкость разрушения, параметр стеснения деформации

Список литературы

1. Черепанов Г.П. О распространении трещин в сплошной среде // ПММ. 1967. Т. 31. С. 476–488.

2. Rice J.R. A path independent integral and the approximate analysis of strain concentration by notches and cracks // J. Appl. Mech. ASME. 1968. Vol. 35. P. 379–386.

3. Hutchinson J.W. Singular behavior at the end of a tensile crack in a hardening material // J. Mech. Phys. Solids. 1968. Vol. 16. P. 13–31.

4. Rice J.R., Rosengren G.F. Plane Strain deformation near a crack tip in a power law hardening material // J. Mech. Phys. Solids. 1968. Vol. 16. P. 1–12.

5. Yang S., Chao Y.J., Sutton M.A. Higher-order asymptotic fields in a power-law hardening material // Eng. Fract. Mech. 1993. Vol. 45. P. 1–20.

6. Nikishkov G.P. An algorithm and a computer program for the three-term asymptotic expansion of elastic–plastic crack tip stress and displacement fields // Eng. Fract. Mech. 1995. Vol. 50. P. 65–83.

7. Nikishkov G.P., Bruckner-Foit A.D. Calculation of the second fracture parameter for finite cracked bodies using a three-term elastic-plastic asymptotic expansion// Eng. Fract. Mech. 1995. Vol. 52. P. 685–701.

8. Nikishkov G.P. Estimate of conservativity of elastic approach to elastic–plastic crack problems using two-parameter J–A fracture criterion // Eng. Fract. Mech. 2015. Vol. 138. P. 92–99.

9. Nikishkov G.P. Prediction of fracture toughness dependence on constraint parameter A using the weakest link model // Eng. Fract. Mech. 2016. Vol. 152. P. 193–200.

10. Anderson T.L. Fracture Mechanics: Funda­men­tals and Applications. CRC Press, Boca Raton. 2005. – 640 p.

11. Sumpter J.D.G., Forbes A.T. Constraint based analysis of shallow cracks in mild steel. Shallow Crack Fracture Mechanics, Toughness Tests and Applications / Procs of the Int. Conf. Cambridge. UK. 23–24 September, 1992. Paper 7.

12. Sumpter J.D.G. An experimental investigation of the T-stress approach // ASTM STP 1171. 1993. P. 492–502.

Геннадий Николаевич Товарных¹, Кандидат технических наук, доцент кафедры «Космические аппараты и ракеты-носители», e-mail: tovarnjx@yndex.ru

¹ МГТУ им. Н.Э. Баумана

В статье рассматривается задача моделирования деформирования плоского канала прямоугольного сечения, заполненного жидкостью, при ее замерзании для оценки напряжений в стенке канала. Предполагается, что при замерзании жидкости из-за разности плотностей твердой и жидкой фаз изменяется объем, который она занимает в канале, и под действием разности давлений между внешней средой и внутренней областью происходит деформирование стенок канала. Для моделирования применяется теория упругого цилиндрического изгиба двухслойной пластины. Рассматривая процесс непрерывного изменения агрегатного состояния теплоносителя, приводящего к частичному образованию его твердой фазы, получены расчетные соотношения для определения перемещений и изгибных напряжений, возникающих в стенке канала. Приведен пример расчета канала радиатора системы термостатирования при замерзании теплоносителя (воды) и показана эпюра напряжений в стальной стенке и льде, позволяющая оценить развитие напряжений по мере замерзания теплоносителя.

Ключевые слова: плоский канал, жидкость, твердая фаза, кристаллизация, двухслойная пластина, изгиб, напряжения

Список литературы

1. Даффи Дж., У.А. Бекман У.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. М.: Мир, 1977. – 420 с.

2. Малоземов В.В., Кудрявцева Н.С. Системы терморегулирования космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1983. – 112 с.

3. Фаворский О.Н., Каданер Я.С. Вопросы теплообмена в космосе. Л.: Высшая школа, 1972. – 280 с.

4. Казаков В.А., Сигалаев С.К., Ермолаева Ю.О. Расчет панели трубчатого холодильника-
излучателя для решения задачи минимизации его массы // Научные труды Международной молодежной научной конференции «XLI Гагаринские чтения». Издательский Дом «Инфра-М», 2015. С. 143–145.

5. Товарных Г.Н. Рост давления в плоской щели при замерзании теплоносителя // Инженерный вестник (МГТУ им. Н.Э.Баумана). Электронный журнал. 2014. № 11. Режим доступа: http://engbul.bmstu.ru/doc/738625.html (дата обращения: 11.09.2016).

6. Товарных Г.Н. Рост давления в плоском канале при замерзании теплоносителя // Инженерный журнал: наука и инновации. 2015. Вып. 5(41). Режим доступа: http://engjournal.ru/catalog/arse/itae/1396.html (дата обращения: 11.09.2016).

7. Дулькин А.Б., Дулькин Б.А., Голованчиков А.Б. Оценка времени замерзания воды в трубопроводе // Изв. Волг. ГТУ. 2014. Вып. 7. № 1(128). С. 19–22.

8. Тимошенко С.П. Сопротивление материалов. Т. II. М.: Наука, 1965. – 480 с.

9. Васильев В.В. Механика конструкций из ком­позиционных материалов. М.: Машиностроение, 1988. – 272 с.

10. Феодосьев В.И. Избранные задачи и вопросы по сопротивлению материалов. М.: Наука, 1996. – 120 с.

11. Ледовые строительные площадки, дороги и переправы / под ред. Н.Н. Бычковского. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2005. – 260 с.

Александр Николаевич Семененко¹, к. т. н., доцент, доцент кафедры «Космические аппараты и ракеты-носители», e-mail: mes51@bmstu.ru

¹ МГТУ им. Н.Э. Баумана

В работе представлен способ нахождения предельной нагрузки для стержней при растяжении и изгибе, основанный на условии равенства приведенных модулей для диаграммы условных напряжений пластичного материала. В решении используется схематизированная диаграмма деформирования в виде жесткопластической модели материала с линейным упрочнением. Величина предельной нагрузки определяется суммированием нагрузок, отдельно вычисляемых по жесткопластической составляющей схематизированной диаграммы деформирования и для ее части, соответствующей линейному упрочнению.

 

Ключевые слова: предельная нагрузка, диаграмма условных напряжений, жесткопластическая диаграмма, упрочнение, изгиб балок

Список литературы

1. Ходж Ф.Г. Расчет конструкций с учетом пластических деформаций. М.: ГНТИ машиностроительной литературы, 1963. - 380 с.

2. Ильюшин А.А. Пластичность. М.: ГИТТЛ, 1948. - 376 с.

3. ASME. Boiler and Pressure Vessel. Sections II and VIII. New York. 2004.

4. Гоффман О., Закс Г. Введение в теорию пластичности для инженеров. М.: ГНТИ машиностроительной литературы, 1957. - 280 с.

5. Прочность и пластичность: сборник / под ред. В.В. Соколовского. М.: Наука, 1971. - 458 с.

6. Захаров А.А. Предельное состояние материалов и конструкций. М.: Изд. МГИУ, 2012. - 102 с.

7. Gerdeen J.C. A critical evaluation of plastic behavior data and a unified definition of plastic loads for pressure components // WRC Bulletin. 1979. No. 254. P. 1–64.

8. Скопинский В.Н., Берков Н.А., Вожова Н.В. Новый критерий определения предельной нагрузки в сосудах давления с патрубками // Машиностроение и инженерное образование. 2011. № 3. С. 50-57.

9. Skopinsky V.N., Berkov N.A. New Criterion for the Definition of Plastic Limit Load in Nozzle Connections of Pressure Vessels // Journal of Pressure Vessel Technology. 2013. Vol. 135. No. 2, 021206 (6 pages).

10. Улучшенная схематизация диаграммы истинных напряжений / В.Н. Скопинский, А.А. Захаров, А.Б. Сметанкин, А.А. Сафронов // Известия МГИУ. 2010. № 3 (20). С. 32–36.

11. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1968. - 400 с.