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Investigación del estado de tensión-deformación de una placa rectangular después de un choque de temperatura

Autores: Sedelnikov, A. V.; Orlov, D. I.; Serdakova, V. V.; Nikolaeva, A. S.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Investigación del estado de tensión-deformación de una placa rectangular después de un choque de temperatura


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Choque de temperatura
Estructuras de ingeniería
Conductividad térmica
Estado de esfuerzo-deformación
Deformaciones por temperatura
Termoelasticidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este trabajo, se considera el fenómeno del choque de temperatura. Este fenómeno ocurre durante la operación de estructuras de ingeniería en la Tierra y en el espacio exterior. Se ha seleccionado una placa rectangular como elemento estructural expuesto al choque de temperatura. Tiene un borde sellado rígidamente y tres bordes libres. Se planteó y resolvió un problema de valores iniciales y de contorno tridimensional de conductividad térmica para estudiar el estado de esfuerzo-deformación de la placa. Se utilizó la ley de Fourier para resolver este problema, teniendo en cuenta el término inercial, ya que el choque de temperatura es un fenómeno bastante rápido y dinámico. Se creía que todas las propiedades termofísicas de la placa son constantes y no dependen de su temperatura. Como resultado, se obtuvo el campo de temperatura de la placa después del choque de temperatura. Este campo de temperatura genera tensiones térmicas dentro de la placa, que conducen a deformaciones térmicas. Para determinar estas deformaciones, se planteó y resolvió el problema de valores iniciales y de contorno de termoelasticidad en este trabajo. Se utilizó la ecuación de Sophie Germain al resolver este problema. Para describir la placa, se utilizó la teoría de placas flexibles, teniendo en cuenta las tensiones en la superficie media de la placa. A continuación, se investigó la precisión de las soluciones analíticas para el desplazamiento de puntos de una placa homogénea sometida a un choque de temperatura. El campo de temperatura se construyó utilizando una simulación numérica. Se obtuvieron funciones de los componentes del vector de desplazamiento utilizando soluciones analíticas aproximadas. Se estimó la precisión de las soluciones analíticas aproximadas para los componentes del vector de deformación de puntos de la placa. Los resultados obtenidos nos permiten describir el estado de esfuerzo-deformación de la placa después del choque de temperatura. Los resultados de este trabajo pueden ser utilizados en el diseño de estructuras de ingeniería tanto para fines terrestres como espaciales en términos de cálculos de estabilidad y la implementación de restricciones de deformación.

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