One-axis stretching of the elasto-plastic plates with square hole of different orientation relatively the axis of stretching

На основі числового розв’язування крайових задач теорії малих пружно-пластичних деформацій для лінійно зміцнюваного матеріалу з урахуванням розвантаження з’ясовано вплив орієнтації квадратного отвору в пластині на її напружено-деформований стан за одновісного розтягу.Effective numerical methods for solving 2D problems related to the theories of elasticity and plasticity have been worked out. The variation-difference method of building finite difference schemes is extended to domains with curvilinear boundaries and disconnected domains. The application of the variation-difference method for solving problems of the theory of small elasto- plastic deformations relatively the plates with a hole, taking into account the linear strengthening of the material and unloading, has been developed. For solving the resultant systems of nonlinear and linear equation, the Newton-Kantorovich method and combined iterative method (gradient and cyclic Chebyshev’s one) were proposed to be used. The choice of iteration parameters of the methods for solving the obtained systems of linear and nonlinear algebraic equations was made. The elaborated software ensures solving the problems with different boundary conditions, medium and domain parameters. A variety of problems concerning one-axis stretching of the plates with the square hole of different orientation relatively the axis of stretching is numerically solved. The zones of evolution of plastic deformations for step enlarging of the loading are constructed, the remaining deformations and the limit loads are obtained. The influence of the orientation of square hole in the plate onto the stress magnitude was found. The orientation of the hole does not make essential influence onto the shape of zones of generation and development of residual deformations, but it essentially impacts onto magnitudes of the components of the stress tensor and its intensity, and therefore the moment of the beginning of plastic deformation. That is, in a plate with rotated square hole the initial plastic deformations appear under the tension 45% less than in a non-rotated one

Influence of stress concentrators onto stress-strain state of elasto-plastic plates

На основі числового розв’язування крайових задач теорії малих пружно-пластичних деформацій для лінійно зміцнюваного матеріалу з урахуванням розвантаження з’ясовано вплив концентраторів напружень (отвору, розрізу, абсолютно жорсткого включення) в пластині на її напружено-деформований стан за одновісного розтягу.Effective numerical methods for solving 2D problems related to the theories of elasticity and plasticity have been worked out. The variation-difference method of building finite difference schemes is extended to domains with curvilinear boundaries and disconnected domains. The application of the variation-difference method for solving problems of the theory of small elasto-plastic deformations relatively the plates with a hole and a cut, taking into account the linear strengthening of the material and unloading, has been developed. For solving the resultant systems of nonlinear and linear equation, the Newton-Kantorovich method and combined iterative method (gradient and cyclic Chebyshev’s one) were proposed to be used. The choice of iteration parameters of the methods for solving the obtained systems of linear and nonlinear algebraic equations was made. The elaborated software ensures solving the problems with different boundary conditions, medium and domain parameters. A variety of problems concerning one-axis stretching of the plates with a disk hole (or rigid body instead of a hole) and a cut (or a thin rigid body instead of a cut) is numerically solved. The zones of evolution of plastic deformations for step enlarging of the loading are constructed, the residual strains and the limit loads are obtained. The influence of a disk hole, cut and rigid body instead of a hole or cut in the plates onto the stress magnitude was found. The presence of rigid bodies instead of a hole or a cut strengthen the plate in general, in particular, plastic strains in the plate with rigid bodies instead of a hole and a cut appear under tension stress in 2,75 times more, than in the plate with a disk hole and a cut, and yield limit arrives at tension stress in 1,79 times more. A long thin rigid body strengthens a plate more than a disk one. The residual strains around a rigid body in the plates with a disk rigid body and a cut, and in the plates with a disk hole and a thin rigid body do not arise, in general

Stress-strain state of elasto-plastic linearly strengthenable plates with two perpendicular cuts under all-round stretching

За допомогою числового розв’язування крайових задач теорії малих пружно-пластичних деформацій для лінійно зміцнюваного матеріалу з’ясовано напружено-деформований стан пружно-пластичних пластин з двома перпендикулярними розрізами за всебічного розтягу.Effective numerical methods for solving 2D problems related to the theories of elasticity and plasticity have been worked out. The variation-difference method of building finite difference schemes is extended to disconnected domains. The application of the variation-difference method for solving problems of the theory of small elasto-plastic deformations relatively the plates with cuts, taking into account the linear strengthening of the material and unloading, has been developed. For solving the resultant systems of nonlinear and linear equation, the Newton-Kantorovich method and combined iterative method (gradient and cyclic Chebyshev’s one) were proposed to be used. The choice of iteration parameters of the methods for solving the obtained systems of linear and nonlinear algebraic equations was made. The elaborated software ensures solving the problems with different boundary conditions, medium and domain parameters. A variety of problems concerning all-round stretching of the elasto-plastic plates with two perpendicular cuts is numerically solved. The zones of evolution of plastic deformations for step enlarging of the loading are constructed. There are found the stresses under which the yield limit and the strength limit are achieve in the plates. On the base of numerical analysis the following main regularities are found: under the close mutual location of cuts in the plate, the plastic deformations first appear under the stress which is 33% less than in the plate with the same cuts under the far mutual location; however, the strength limit in the plates in the both considered cases is achieve practically under the same stress

Comparison of experimental and numerical researches of connection of elastic armature bars by a pressing socket

За допомогою числового та експериментального методів розглянуто проблему механічного з’єднання пружних арматурних стрижнів обтискною муфтою. Поставлено відповідну тривимірну контактну задачу теорії пружності. Між арматурою та муфтою вибирались умови ідеального механічного контакту. Осесиметричність прикладеного навантаження та зроблені припущення щодо виступів арматури дозволили розв’язувати поставлену задачу в осесиметричній постановці. Для її числового розв’язування використовувався варіаційно-різницевий метод, який був адаптований до незв’язних областей та областей з криволінійною межею. Для розв’язування отриманих після дискретизації систем лінійних алгебраїчних рівнянь використовувався комбінований ітераційний процес, який містив ґрадієнтний метод і метод з чебишевським набором ітераційних параметрів. Розроблений пакет програмних продуктів дозволяє враховувати різні крайові умови, параметри області та характеристики матеріалів. Використовуючи наведений вище числовий метод, а також експериментальний метод фотопружності, було отримано діаграми різниць головних напружень. Зіставлення цих результатів показало їхнє якісне співпадіння, що підтвердило вірогідність числової реалізації.The prefabricated and ferroconcrete elements require the reinforcement by long armature bars. Since the length of armature bars produced on the native metallurgical plants does not exceed 12m, the problem of firm connection of such armature bars often arises. The mechanical connection of armature bars by a pressing socket is one of the effective method of armature connection. This method is simple, inexpensive and technological, however its possibilities are not completely used because of insufficient learning. Therefore, in this paper the problem of mechanical connection of armature bars by a pressing socket is considered. A contact 3D problem of the theory of elasticity is formulated. Conditions of ideal mechanical contact between armature bars and socket are used. Axe-symmetry of applied load and making assumption about lug of the armature bars permit to solve the problem in axe-symmetrical formulation. Effective numerical methods for solving 2D (axe-symmetrical) problems related to the theories of elasticity and plasticity have been worked out. The variation-difference method of building finite difference schemes is extended to domains with curvilinear boundaries and disconnected domains. For solving the resultant systems of linear equations, it is proposed that combined iterative methods (gradient and cyclic Chebyshev’s) should be used. The elaborated software ensures solving these and other problems with different boundary conditions, medium and domain parameters. On the strength of variation-difference method the diagram of difference of the main stresses is obtained. Using experimental photoelasticity method, the diagram of difference of the main stresses is also obtained. The comparison of these diagrams shows their qualitative similarity which confirms reliability of the numerical realization

Numerical solving of contact problem about forming of connection of elastic armature bars by a crimp hob

Розглянуто проблему формування з’єднання пружних арматурних стрижнів пружно-пластичною обтискною муфтою. Відповідна контактна задача деформаційної теорії пластичності за активного навантаження розв’язується варіаційно-різницевим методом. Отримані діаграми полів тензора напружень свідчать про ефективність такого способу з’єднання арматури.The problem of connection of armature bars by a crimp hob is considered. Putting of the contact problem of deformation plasticity theory is formulated. On the strength of variation difference method the diagrams of displacements and stresses are obtained

Magnetocaloric effect of gadolinium in high magnetic fields

International audienceThe magnetocaloric effect of gadolinium has been measured directly in pulsed magnetic fields up to 62 T. The maximum observed adiabatic temperature change is T ad = 60.5 K, the initial temperature T 0 being just above 300 K. The field dependence of T ad is found to follow the usual H 2/3 law, with a small correction in H 4/3. However, as H is increased, a radical change is observed in the dependence of T ad on T 0 , at H = const. The familiar caret-shaped peak situated at T 0 = T C becomes distinctly asymmetric, its high-temperature slope becoming more gentle and evolving into a broad plateau. For yet higher magnetic fields, μ 0 H 140 T, calculations predict a complete disappearance of the maximum near T C and an emergence of a new very broad maximum far above T C

ОСОБЛИВОСТІ МОРФОФУНКЦІОНАЛЬНОГО СТАНУ МІОКАРДА У ПАЦІЄНТОК З НЕСТАБІЛЬНОЮ СТЕНОКАРДІЄЮ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ЗВИЧКИ КУРІННЯ

The article presents the results of a study of the structural and functional remodeling of the heart, the state of general and local myocardial contractility in women with unstable angina (UA), depending on the smoking habit. The aim – to study the features of structural and functional cardiac remodeling, the state of general and local myocardial contractility in women with unstable angina (UA) depending on smoking habits. Material and Methods. A total of 146 women aged 38–73 years (mean age (54.63±1.45) hospitalized for UA were examined. In dependence on smoking habits all patients were divided into two groups: group 1 – female smokers (n = 82, the average age of (50.7±1.8) years). Group 2 – women with UA, without habits of smoking (n = 64, mean age (59.8±1.4). years). After carrying out of transthoracic echocardiography during the first day of hospitalization it was found out the End-Diastolic Size of the left ventricle (LVEDS, cm), the End-Systolic Size (LVESS, cm), the Posterior Wall Thickness (PWT, cm) and Septal wall thickness (SWT, cm) of the left ventricle LV, left atrium size (LAS, cm), the LV end-diastolic volume (LVEDV, ml ), the LV end-systolic volume (LVESV, ml ) and the LV ejection fraction (LVEF), degree of violation of local contractility (DVLC ) and asynergy index ( IndA ). Results. The average age of women smokers hospitalized with UA (group I) was approximately 9 years significantly lower than the non-smokers (group II). Compared with the patients in group II, patients in group I have significantly higher results of LVEDS ( 5.75±0.04) (I) vs. (4.43±0.05) cm (II)), LVESS (4.29±0.26) (I) vs. (3.84±0.21) cm (II)), LVESV (80.54±10.07) (I) vs. (56.96±7.82) ml (II)), LVEDV (148.15±13.40) (I) and (134.28±12.74) ml (II)), LAS (3.82±0.06) (I) vs. (3.45±0.06) cm (II)), PWT (1.04±0.01) (I) vs. (0.97±0.03) cm (II)) and SWT (1.18±0.01) vs. (1.12±0.02) cm (II)), LV mass (LVM) (172.52±9.82) (I) vs. (161.45±7.26) (II)) and LV mass index (LVMI) (112.43±3.56) (I) vs. (97.12±2.93) g/m 2 (II)). In patients with smoking factor (group I) predominantly eccentric hypertrophy of the left ventricle (47.6 %) is formed, in women in group II – is formed concentric remodeling of LV (43.7 %). The average value of the LVEF in individuals of group I turned to be significantly lower and the data of the level of regional myocardial contractility (DVLC and IndA) – higher than women in group II had (1.06±0.01) units and (1.25±0.01) (I) vs (0.67±0.02) and (1.14±0.02) (II). Conclusions. Factor of smoking is associated with the development of distinct structural and functional changes in the myocardium of women and higher risk of acute coronary syndrome (ACS) in significantly younger ages. It is recordered that patients with UA and factor of smoking, compared to nonsmokers, have significantly larger LA and thickening of the walls of the LV, increasing of the ESV and the EDV of the LV, LVMI and forming mainly eccentric hypertrophy. In women smokers with UA was found heavier violation of general and regional myocardial contractility than women without the habit of smoking, as evidenced by significantly lower LVEF and higher values IndA and DVLC.В статье представлены результаты исследования особенностей структурно-функционального ремоделирования сердца, состояния общей и локальной сократимости миокарда у женщин с нестабильной стенокардией (НС) в зависимости от привычки курения. Цель – изучить особенности структурно-функционального ремоделирования сердца, состояние общей и локальной сократимости миокарда у женщин с нестабильной стенокардией (НС) в зависимости от привычки курения. Материал и методы. Обследовано 146 женщин в возрасте 38–73 лет (средний возраст (54,63±1,45) лет), госпитализированных по поводу НС. В зависимости от привычки курения все пациентки были поделены на две группы: I группа – курящие (n=82, средний возраст (50,7±1,8) лет), II группа – женщины, больные НС, без привычки курения (n=64, средний возраст 59,8±1,4 лет). При проведении трансторакальной эхокардиографии в первый день госпитализации определяли конечный диастолический размер (КДР, см) левого желудочка (ЛЖ), конечный систолический размер ЛЖ (КСР, см), толщину задней стенки (ТЗС, см) и межжелудочковой перегородки (ТМЖП, см) ЛЖ, размер левого предсердия (ЛП, см), конечный диастолический объем (КДО, мл), конечный систолический объем (КСО, мл) ЛЖ и фракцию выброса (ФВ), степень нарушения локальной сократимости (СПЛС) и индекс асинергии (ИндА). Результаты. Средний возраст госпитализированных с НС курящих женщин (I группа) оказался примерно на 9 лет достоверно меньше, чем женщин, которые не курили (II группа). По сравнению с больными II группы, у пациенток I группы регистрируются достоверно более высокие значения КДР ЛЖ ((5,75±0,04) см (I) против (4,43±0,05) см (II)), КСР ЛЖ ((4,29±0,26) (I) против (3,84±0,21) см (II)), КСО ЛЖ ((80,54±10,07) мл (I) против (56,96±7,82) мл (II)), КДО ЛЖ ((148,15±13,40) мл (I) и (134,28±12,74) мл (II)), размер ЛП ((3,82±0,06) см (I) против (3,45±0,06) см (II)), ТЗС ЛЖ ((1,04±0,01) см (I) против (0,97±0,03) см (II)) и ТМЖП ЛЖ ((1,18±0,01) см (І) против (1,12±0,02) см (II)), ММ ЛЖ ((182,52±9,82) (І) против (171,45±7,26) (II)) и ИММ ЛЖ ((112,43±3,56) (І) против (97,12±2,93) г/м2 (II)). У пациенток с фактором курения (I группа) формируется преимущественно эксцентрическая гипертрофия ЛЖ (47,6 %), у женщин II группы – концентрическое ремоделирование ЛЖ (43,7 %). Среднее значение ФВ ЛЖ у лиц I группы оказалось достоверно ниже, а показатели регионарной сократимости миокарда (СПЛС и ИндА) – выше, чем у женщин II группы (соответственно (1,06±0,01) од и (1,25±0,01) (І) против (0,67±0,02) и (1,14±0,02) (II)). Выводы. Фактор курения ассоциируется с развитием выразительных структурно-функциональных изменений в миокарде женщин и высоким риском развития ОКС в достоверно младших возрастных группах. У пациенток с НС и фактором курения по сравнению с некурящими, регистрируются достоверно большие размеры ЛП и утолщение стенок ЛЖ, увеличение КСО и КДО ЛЖ, ИММ ЛЖ и формирование преимущественно эксцентрической гипертрофии. У курящих, больных НС, выявлено более тяжелые нарушения общей и регионарной сократительной способности миокарда, чем у женщин без привычки курения, что подтверждается достоверно более низкой ФВ ЛЖ и высокими значениями ИндА и СПЛС.В статті представлені результати дослідження особливостей структурно-функціонального ремоделювання серця, стану загальної і локальної скоротливості міокарда у жінок з нестабільною стенокардією (НС) в залежності від звички куріння. Мета – вивчити особливості структурно-функціонального ремоделювання серця, стан загальної і локальної скоротливості міокарда у жінок з нестабільною стенокардією (НС) в залежності від звички куріння. Матеріал і методи. Обстежено 146 жінок віком 38–73 роки (середній вік (54,63±1,45) років), госпіталізованих з приводу НС. В залежності від звички куріння всі пацієнтки були поділені на дві групи: І група – жінки-курці (n=82, середній вік (50,7±1,8) років), ІІ група – жінки, хворі на НС, без звички куріння (n=64, середній вік (59,8±1,4) років). При проведенні трансторакальної ехокардіографії в перший день госпіталізації визначали кінцевий діастолічний розмір (КДР, см) лівого шлуночка (ЛШ), кінцевий систолічний розмір ЛШ (КСР, см), товщину задньої стінки (ТЗС, см) та міжшлуночкової перегородки (ТМШП, см) ЛШ, розмір лівого передсердя (ЛП, см), кінцевий діастолічний об’єм (КДО, мл), кінцевий систолічний об’єм (КСО, мл) ЛШ та фракцію викиду (ФВ), ступінь порушення локальної скоротливості (СПЛС) та індекс асинергії (ІндА). Результати. Середній вік госпіталізованих з НС жінок-курців (І група) виявився приблизно на 9 років достовірно меншим, ніж жінок, які не курили (ІІ група). Порівняно з хворими ІІ групи, у пацієнток І групи реєструвалися достовірно вищі значення КДР ЛШ ((5,75±0,04) см (І) проти (4,43±0,05) см (ІІ)), КСР ЛШ ((4,29±0,26) см (І) проти (3,84±0,21) см (ІІ)), КСО ЛШ ((80,54±10,07) мл (І) проти ((56,96±7,82) мл (ІІ)), КДО ЛШ ((148,15±13,40) мл (І) та (134,28±12,74) мл (ІІ)), розмір ЛП ((3,82±0,06) см (І) проти (3,45±0,06) см (ІІ)), ТЗС ЛШ ((1,04±0,01) см (І) проти (0,97±0,03) см (ІІ)) і ТМШП ЛШ ((1,18±0,01) см проти (1,12±0,02) см (ІІ)), ММ ЛШ ((182,52±9,82) (І) проти (171,45±7,26) (ІІ)) та ІММЛШ ((112,43±3,56) г/м2 (І) проти (97,12±2,93) г/м2 (ІІ)). У пацієнток з фактором куріння (І група) формується переважно ексцентрична гіпертрофія ЛШ (47,6 %), у жінок ІІ групи – концентричне ремоделювання ЛШ (43,7 %). Середнє значення ФВ ЛШ у осіб І групи виявилось достовірно нижчим, а показники реґіонарної скоротливості міокарда (СПЛС та ІндА) – вищими, порівняно з жінками ІІ групи (відповідно (1,06±0,01) од і (1,25±0,01) (І) проти (0,67±0,02) і (1,14±0,02) (ІІ)). Висновки. Фактор куріння асоціюється з розвитком виразніших структурно-функціональних змін у міокарді жінок та вищим ризиком розвитку ГКС у достовірно молодших вікових групах. У пацієнток з НС і фактором куріння, порівняно з некурцями, реєструються достовірно більші розміри ЛП і потовщення стінок ЛШ, збільшення КСО та КДО ЛШ, ІММ ЛШ та формування переважно ексцентричної гіпертрофії. У жінок-курців, хворих на НС, виявлено тяжчі порушення загальної та регіонарної скоротливої здатності міокарда, ніж у жінок без звички куріння, що підтверджується достовірно нижчою ФВ ЛШ та вищими значеннями ІндА і СПЛС