Стаття

Отримано 16.08.2023

Доопрацьовано 28.11.2023

Прийнято 27.12.2023

Взято з Том 27, № 3, 2023

Сторінки 43 -49

Gulyayev, V., & Shlyun, N. (2023). Three mechanisms of occurrence of thermal stresses and thermal destruction in elastic bodies. The National Transport University Bulletin, 27(3), 43-49. https://doi.org/10.33744/2308-6645-2023-3-57-043-049

Три механізми виникнення термонапружень і терморуйнувань у пружних тілах

Валерій Гуляєв Наталія Шлюнь

Однією з основних причин, що знижують міцність та довговічність композитних матеріалів, які працюють в температурних полях, що змінюються по просторових змінним і в часі, є їхня структурна неоднорідність і несумісність термомеханічних параметрів їх фаз. Внутрішній механізм, що виникає в таких ситуаціях, неперервного суміщення неоднакових термопереміщень і термодеформацій сусідніх елементів пружного середовища призводить до появи в ньому додаткових пружних деформацій та напружень, які впливають на термоміцність системи. До теперішнього часу основні закономірності прояву цього механізму вивчені недостатньо повно. Актуальність проблеми дослідження цих питань стає особливо гострою у зв’язку з розробкою композитів із заданими термомеханічними параметрами, зокрема, з мінімальними значеннями коефіцієнтів їх лінійного термічного розширення. Як правило, ця ціль досягається за рахунок комбінування фракцій матеріалу з додатними та від’ємними значеннями їх параметрів

композитний матеріал; змінна температура; термонапруження; терморуйнування; термоміцність
  1. Kovalenko, A.D. (1970). Osnovy termoupruhosty. Kyiv: Naukova Dumka, 239 p.
  2. Shlyun, N.V., & Zaiets, Yu.O. (2022). About the internal mechanism of thermal damage in reinforced composites with thermomechanical incompatibility of their phases. Visnyk National Transport University. Series «Technical sciences», Issue 3(53), 427–432.
  3. Karch, C. (2014). Micromechanical analysis of thermal expansion coefficient. Modeling and Numerical Simulation of MATERIAL Science, 3, 1–15.
  4. Chu, C.N., Saka, N., & Shu, N.P. (1987). Negative thermal expansion: a review. Material Science and Engineering, 95, 303–308.
  5. Elwardany, M., & Planche, J.-P., King, G. (2020). Universal and practical approach to evaluate asphalt binder resistance to thermally-induced damage. Construction and Building Materials, 255, 119331, 1–18.
  6. Elwardany, M.D., King, G., Planche, J.P., Rodezno, C., Christensen, D., Fertig, R.S., Kuhn, K.H., & Bhuiyan, F.H. (2019). Internal restraint damage mechanism for age-induced pavement surface damage. Asphalt Paving Technol: J. Assoc. Asphalt Paving Technol., 88.
  7. Gulyayev, V.I., Mozgovyi, V.V., Shlyun, N.V., & Shevchuk, L.V. (2022). Modelling negative thermomechanical effects in reinforced road structures with thermoelastic incompatibility of coating and reinforcement materials. System Research and Information Technologies, 2, 117–127. https://doi.org/10.20535/SRIT.2308-8893.2022.2.09
  8. Gulyaev, V.I., & Shlyun, N.V. (2023). Intrastructural Thermal Stresses in Composites with Homogeneous and Heterogeneous Spherical Inclusions. Strength of Materials, 55(2), 254–264.
  9. Gulyayev, V.I., Mozgovyi, V.V., Shlyun, N.V., Shevchuk, L.V., & Bilobrytska, O.I. (2022). Negative thermomechanical effects in granular composites with incompatible thermomechanical parameters of their components. International Review of Mechanical Engineering, 16(4), 188–197. https://doi.org/10.15866/ireme.v16i4.21996
  10. Hetnarski, R.B., & Eslomi, M.R. (2009). Thermalstress – Advanced Theory and Applications. Springer Science Business Media B.V.
  11. Noda, N., Hetnarski, R.B., & Tanigawa, Y. (2003). Thermal Stresses (2nd ed.). New York: Taylor and Francis.
  12. Nowacki, W. (1986). Thermoelasticity (2nd ed.). Oxford: PWN – Polish Scientific Publishers, Warsaw and Pergamon Press.
  13. Rozen, W., Ketler, E., & Hashin, Z. (1962). Hollow glass fibre reinforced plastics. General Electric Missile & Space Division, Philadelphia.
  14. Setiawan, D.M. (2011). The role of temperature differential and subgrade quality stress, curling, and deflection behavior of rigid pavement. Journal of the Mechanical Behavior of Materials, 29(5-6), 10–12.
  15. Takenaka, K. (2012). Negative Thermal Expansion Materials: Technological Key for Control of Thermal Expansion. Science and Technology of Advanced Materials, 13, 1–11. https://doi.org/10.1088/1468-6996/13/1/013001
  16. Trussdell, C., & Carson, D.E. (1972). Thermoelasticity. Encyclopedia of Physics, Vol. via.2, Berlin, Spring.
  17. Weng, G.I. (1984). Some elastic properties of reinforced solids with special reference to isotropic ones containing spherical inclusions. Int. J. Eng. Sci., 22(7), 845–856.

https://doi.org/10.33744/2308-6645-2023-3-57-043-049