МЕТОД, АЛГОРИТМ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТЕРЖНЯ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2024-131-2-241-249Ключевые слова:
нелинейное сечение, тепловой поток, теплообмен, температура окружающей среды, удлинение, осевая сила, деформация, напряжение, перемещениеАннотация
В работе рассматривается горизонтальный стержень ограниченной длины переменного сечения. Радиус сечения стержня по ее длине меняется нелинейно. В связи с этим образующий стержня будет криволинейной. Боковая поверхность этого стержня теплоизолированное. Радиус поперечного сечения левого конца стержня меньше, чем правый. На площадь поперечного сечения левого конца стержня подведен тепловой поток постоянной интенсивности. Через площадь поперечного сечения правого конца стержня происходит теплообмен с окружающей средой . Рассматривается 5-случаев температуры окружающей средs Тос÷[ 20, 3040, 50]. Численно исследуется влияние температуры окружающей среды на термо-напряженно-деформированное состояние исследуемого стержня. При этом основные разрешающие уравнения выводится из условия сохранения тепловой энергии. Разработаны алгоритм и программа, позволяющие провести серии вычислительных экспериментов по исследованию термо-напряженно-деформированного состояния стержня с криволинейными образующими под воздействием температуры окружающей среды. Определен закон распределения температуры, а в случае защемления только одного конца стержня определено термическое удлинение. В случае защемления обоих концов стержня определена термическая осевая сила в зависимости от температуры окружающей среды. Также, определены законы распределения термоупругих, температурных и упругих составляющих деформаций, и напряжений в зависимости от значения температуры окружающей среды. Далее методом минимизации потенциальной энергии с учетом поля температуры, определено поле перемещения в зависимости от температуры окружающей среды. Исследование проводилось с применением вычислительного метода основанной на законе сохранения тепловой энергии.
Библиографические ссылки
[1] J. L. Segerlind, “Applied finite element analysis”, New York-London-Sydney-Toronto, Jonh Wiley and Song, 1976.
[2] Зенкович О, Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ. –М.: Мир, 1986,-318с.
[3] M. T Arshidinova, A. Kudaykulov, A.A.Tashev, K.B. Begaliyeva, «Numerical Modeling Of Nonlinear Thermomechanical Processes In a Rod Of Variable Cross Section In The Presence Of Heat Flow», 5th International Conference on Information Science and Control Engineering, 2018.
[4] A. Kudaykulov, A. A. Tashev, А. Askarova. «Computational algorithm and the method of determining the temperature field along the length of the rod of variable cross section», Journal Open Engineering.
[5] Т. К. Коршия, В. Ф. Тишкин, А. П. Фаворский, М. Ю. Шашков. Вариационный подход к построению разностных схем для уравнения теплопроводности на криволинейных сетках. Журнал вычислительной математики и математической физики, 1980, том 20, номер 2, страницы 401–421.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Мукаддас Аршидинова, Анарбай Кудайкулов, Азат Ташев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
