vestnik Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation 1729-5459 Кубанский государственный университет RU 685 Научная статья Original article Статьи Article Нелинейный изгиб разрывных сферических предохранительных мембран под действием давления и температуры Nonlinear bending of spherical safety bursting disks under the liquid pressure and temperature Ганеева М.С. Ганеева Музайна Саитгареевна Ganeeva Muzayna S. ganeeva@kfti.knc.ru

д-р физ.-мат. наук, главный научный сотрудник лаборатории механики сплошной среды Института механики и машиностроения Казанского научного центра РАН

 Моисеева В.Е. Моисеева Валерия Евгеньевна Moiseeva Valeriya E. ganeeva@kfti.knc.ru

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник лаборатории механики сплошной среды Института механики и машиностроения Казанского научного центра РАН

 Скворцова З.В. Скворцова Зара Владимировна Skvortsova Zara V. zara-skvortsova@yandex.ru

канд. физ.-мат. наук, ученый секретарь Института механики и машиностроения Казанского научного центра РАН

 Институт механики и машиностроения Казанского научного центра РАН, КазаньInstitute of Mechanics and Engineering, Kazan Science Center, Russian Academy of Sciences, Kazan, 30 06 2016 2 37 45 27 04 2016 04 05 2016 30 06 2016 Copyright (c) 2016 Ганеева М.С., Моисеева В.Е., Скворцова З.В. 2016 Ганеева М.С., Моисеева В.Е., Скворцова З.В. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Stress strain state of thin spherical segments being under the pressure of the heated or cooled liquid on their concave surfaces has been investigated. The numerical analysis has been done in terms of their use as bursting safety disks. The numerical simulations were carried out depending on the environment temperature level, material characteristics and height of the bursting rod above the unstrained membrane pole; the results of these calculations have been obtained. It has been shown that a segment does not meet the conditions of actuation of the safety disks in the absence of constraints in a pole of the segment. A segment can be used as a safety bursting disk of the dangerously explosive apparatuses if there is a limited displacement in the segment pole. It has been found the segment is actuated at a lower pressure with increasing temperature at a constant height of a bursting rod. It is shown that in the calculation of the bursting disks, unlike the reverse buckling disks, pressure can be set without considering the interaction with the working environment. The completeness of account of the temperature dependence of the material properties to the calculation of the stress-strain state of a segment has been analyzed.

Численно исследовано напряженно-деформированное состояние тонких сферических сегментов, находящихся под действием давления нагретой или охлажденной рабочей среды на вогнутую поверхность сегментов, с позиций применения их в качестве разрывных предохранительных мембран. Получены результаты численного расчета в зависимости от уровня температуры действующей среды, характеристик материала и высоты разрывающего штока над полюсом недеформированной мембраны.

 разрывные предохранительные мембраны сферический сегмент давление температура нелинейный изгиб safety bursting disks spherical segment pressure temperature nonlinear bending Ольховский Н.Е. Предохранительные мембраны. М: Химия, 1976. 149 с. . Moscow, Chemistry Publ., 1976, 149 p. (In Russian)] Ганеева М.С., Ильгамов М.А., Моисеева В.Е. Нелинейный изгиб разрывных сферических предохранительных мембран // Вестник Башкирского университета. 2011. Т. 16, № 1. С. 11-15. . Vestnik Bashkirskogo universiteta , 2011, vol. 16, no. 1, pp. 11-15. (In Russian)] Ильгамов М.А. Статические задачи гидроупругости. Казань: ИММ КазНЦ РАН, 1994. 208 с. . Kazan, Ime KazSc RAS, 1994, 208 p. (In Russian)] Ганеева М.C. Термосиловая задача в геометрически и физически нелинейной теории нетонких и тонких оболочек / Казань: КФТИ КФАН СССР, 1985. 126 с. Деп. в ВИНИТИ 24.06.85, №4459-85Деп. . Kazan, Kazan Physicotechn. Inst. Kazan Branch USSR Acad. Sci., 1985, Available from VINITI, 1985, no. 4459-85. (In Russian)] Коваленко А.Д. Основы термоупругости. Киев: Наук. думка, 1970. 307 с. . Kiev, Naukova Dumka Publ., 1970, 307 p. (In Russian)] Безухов Н.И., Бажанов В.Л., Гольденблат И.И., Николаенко Н.А., Синюков А.М. Расчеты на прочность, устойчивость и колебания в условиях высоких температур. М.: Машиностроение, 1965. 567 с. . Moscow, Mashinostroenie Publ., 1965, 567 p. (In Russian)] Ганеева М.С., Косолапова Л.А. О соотношениях закона Гука в температурной задаче упругого твердого тела // Труды XVII Межд. конф. по теории оболочек и пластин. Т. 1. Казань: Изд-во Казанск. гос. ун-та, 1996. С. 33-37. . Trudy XVII Mezhd. konf. po teorii obolochek i plastin . Kazan, Kazan State University Publ., 1996, vol. 1, pp. 33-37. (In Russian)] Ильюшин А.А. Пластичность. Ч. I. Упругопластические деформации. М.-Л.: Гостехтеориздат, 1948. 376 с. . Moscow, Leningrad, Gostehteorizdat Publ., 1948. 376 p. (In Russian)] Ганеева М.С., Ильгамов М.А., Моисеева В.Е. Нелинейный изгиб плоских предохранительных мембран под действием давления жидкости и температуры // Известия Уфимского научного центра РАН. 2014, № 2. С. 41-47. , Izv. Ufimsk. Nauchn. Tsentra Ross. Akad. Nauk , 2014, no. 2, pp. 41-47. (In Russian)] Ганеева М.С., Моисеева В.Е., Скворцова З.В. Хлопающие предохранительные мембраны под действием давления жидкости и температуры // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2014, № 6. С. 37-44. Ганеева М.С., Ильгамов М.А., Моисеева В.Е. Устойчивость сферического сегмента, нагруженного давлением сжимаемой жидкости // Проблемы прочности и пластичности. Межвузовский сборник. Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 2009. Вып. 71. С. 71-76. . Problemy prochnosti i plastichnosti. Mezhvuzovskii sbornik (Strength and Plasticity Problems. Interuniversity Collection of Papers), Nizhni Novgorod, Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod, 2009, iss. 71, pp. 71-76. (In Russian)]