Please use this identifier to cite or link to this item: http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/52087
Title: Термо-напружений стан в’язкопружних гумокордних елементів конструкцій з урахуванням розсіювання енергії при циклічному деформуванні
Other Titles: Thermo-stress state of viscoelastic rubber-cord elements of structures taking into account energy dissipation during cyclic deformation
Authors: Вязовиченко, Юлія Андріївна
Science degree: кандидат технічних наук
Thesis level: кандидатська дисертація
Code and name of the discipline: 05.02.09 – динаміка та міцність машин
Thesis department: Спеціалізована вчена рада Д 64.050.10
Thesis grantor: Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Scientific advisor: Ларін Олексій Олександрович
Committee members: Львов Геннадій Іванович
Морачковський Олег Костянтинович
Ларін Олексій Олександрович
Keywords: автореферат дисертації; гумокорди; термо-напружений стан; циклічне деформування; в'язкопружність; розсіювання енергії; самонагрів; пневматична шина; rubber-cord; thermo-stress state; deformation cycle; viscoelasticity; energy dissipation; self-heating; tires
УДК: 539.32:536.37
Issue Date: 2021
Publisher: Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Citation: Вязовиченко Ю. А. Термо-напружений стан в’язкопружних гумокордних елементів конструкцій з урахуванням розсіювання енергії при циклічному деформуванні [Електронний ресурс] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.02.09 / Юлія Андріївна Вязовиченко ; [наук. керівник Ларін О. О.] ; Нац. техн. ун-т "Харків. політехн. ін-т". – Харків, 2021. – 21 с. – Бібліогр.: с. 16-19. – укр.
Abstract: Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021. Дисертаційна робота присвячена розв’язанню актуальної науковоприкладної задачі, що полягає у розробці розрахункових підходів вивчення закономірностей протікання теплових процесів у гумокордних композитних елементах конструкцій, що супроводжують роботу елементів з в’язкопружних матеріалів, та оцінки їх впливу на термо-напружений стан. Підхід базується на методу скінченних елементів та послідовному вирішенні задачі циклічного деформування конструкції в експлуатації при різних рівнях навантаження та її теплового стану Проведено експериментальні дослідження в’язкопружних характеристик та показників тепловиділення однонаправленного гумокордного композиту. Вирішено прикладну практичну задачу розрахунку термо-напруженого стану пневматичної шини в експлуатації, виявлено ступінь впливу наявного температурного поля на НДС конструкції.
Thesis is presented for Scientific Degree Candidate of Technical Sciences, speciality 05.02.09 – Dynamics and Strength of Machines. – National Technical University, "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2021. The thesis deals with a solution to the applied problem of the development of computational approaches to study the peculiarities of thermal and deformation processes that accompany the work of viscoelastic materials in mechanical engineering elements with reinforced rubber composites. The object of research is the processes of formation of the thermo-stress state in rubber-cord elements of mechanical engineering elements operating in the conditions of cyclic deformation taking into account energy dissipation. The main theoretical statements of the dissertation are formulated in the framework of the fundamental of the theories of elasticity and viscoelasticity, thermal conductivity and thermoelasticity. The assessment of cycling deformed and stressed states have been carried out within the framework of 3d computer modelling tools using the finite element method (FEM). A multi-layer structure of composite elements is modelled explicitly. A unified methodological approach is proposed to the computational modelling of thermo-stress state, which is caused and accompanied by heat accumulation due to energy dissipation during cyclic deformation of viscoelastic rubber-cord elements of mechanical engineering structures. The approach allows to determine inhomogeneous temperature field distribution in structural elements caused by operational load cycles, as well as the impact of these thermal processes on the stressed and deformed states of structures. A set of experimental tests on cyclic deformation of the unidirectional textile reinforced rubbery composites have been done. INSTRON ElectroPuls E3000 Test System was used. Viscoelastic characteristics of this material and the heat generation indicators required for the application of the computational approach in applications have been experimentally found. Significant amplitude dependence of the storage modulus and relaxation time is observed during cyclic deformation of the material under study. A level of temperature rate and value of self-heating depending on the frequency and amplitude of cyclic deformation of the materials is determined. A specific procedure and software for the identification of the viscoelastic and dissipative material parameters based on computational modelling of the temperature state of cyclically deformed specimens and experimental observations are developed. The procedure is seeking the material parameters through the minimization of the error of the difference of simulated and experimentally observed self-heating temperature by the method of stochastic optimization. The application of this approach allowed to identify the viscosity parameters material parameters. Based on the results, a critical comparison of an volume of energy released in hysteresis loops that theoretically calculated from the model with identified from self-heating temperature data under different load conditions to independent experimental measurements showed their satisfactory convergence and justified the main methodological hypothesis of the current work. The applied engineering problem of calculation of the thermo-deformed state of a pneumatic tire on the basis of the developed in the research computational approach and found experimental data are solved. A number of three-dimensional FE models of pneumatic tires has been created, which allow to determine its thermal and stressed states that formed in operation. The models have been created in 3d statement considering multilayer structure, curvilinear orthotropic properties, geometric and physical nonlinearity within the submodeling approach. A deformed state of pneumatic tires has been carried out depends on the different load cond itions as well as on the temperature field that is generated. The influence of the thermal field on the deformed state of a pneumatic tire is investigated. The results obtained in the dissertation are implemented in the practice of designing, research and development work of JSC "ROSAVA TIRERS" (tire engineering and manufacturing company), and into the educational process of NTU "KhPI".
URI: http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/52087
Appears in Collections:05.02.09 "Динаміка та міцність машин"

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
avtoreferat_2021_Viazovychenko_Termo-napruzhenyi.pdf2,31 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open
Show full item record  Google Scholar



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.