Оценка напряженного состояния и усталостной долговечности конструкций при сложном нагружении, основанная на модели термопластичности и концепции предельной пластической деформации

• Автор: Тарасов, Иван Сергеевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Г. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Анализ экспериментальных данных по неизотермическому упругопластическому деформированию металлов при квазистатическом нагружении
1.2. Анализ основных соотношений между напряжениями и деформациями для упругопластических сред при сложном
нагружений:
1.3 Численное моделирование упругопластических задач деформирования элементов и узлов несущих конструкций
1.4. Выводы из обзора. Цели и задачи диссертационной работы. Научная новизна. Практическая ценность
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СЛОЖНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ МОНОТОННЫХ И ЦИКЛИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ ТЕРМОСИЛОВОГО НАГРУЖЕНИЯ
2.1. Основные гипотезы
2.2. Математическая модель неизотермического
упругопластического деформирования металлов
2.3. Алгоритм интегрирования эволюционных уравнений термопластичности и накопления повреждений по заданной истории термомеханического нагружения элементарного
объёма. :
2.3:1. Постановка задачи
2.3.2. Задание истории термомеханического нагружения...:
2.3.3! Задание физико-механических характеристик конструкционных материалов

2.3.4. Задание параметров модели
2.3.5. Алгоритм интегрирования уравнений (2.11-2.26) на
этапе нагружения
2.3.6. Алгоритм определения указанных величин для
момента времени на этапе нагружения А? = —tn
2.4. Экспериментально-теоретическая методика определения
материальных параметров модели
3. АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ СООТНОШЕНИЙ ТЕРМОПЛАСТИЧНОСТИ ПРИ МОНОТОННЫХ И ЦИКЛИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО И НЕПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
3.1. Процессы сложного деформирования
3.1.1. Многозвенные плоские ломаные траектории деформаций (Р-М эксперименты)
3.1.2. Плоские криволинейные траектории деформаций переменной кривизны (Р-М эксперименты)
3.1.3. Пространственная траектория деформаций типа «Плоский винт» (Р-ц-М эксперимент)
3.1.4. Многозвенные плоские ломаные траектории деформаций (Р эксперимент)
3.2. Процессы сложного нагружения
3.2.1. Многозвенные плоские ломаные траектории деформаций (Р-М эксперимент)
3.2.2. Плоские криволинейные траектории деформаций переменной кривизны (Р-М эксперимент)
3.2.3. Пространственная винтовая траектория деформаций (Р-ц-М эксперимент)

3.2.4. Многозвенные плоские ломаные траектории деформаций (P-q эксперимент)
3.3. Процессы циклического деформирования металлов
(Р-М эксперименты)
3.3.1. Замкнутые многозвенные траектории пропорционального и непропорционального

деформирования (Р-М эксперименты)
3.3.2. Плоские криволинейные траектории деформаций постоянной кривизны (Р-М эксперименты)
3.4. Анализ неизотермических процессов упругопластического деформирования металлов
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ И УЗЛОВ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ОТВЕТСТВЕННЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ
4.1. Общие положения
4.2. Численный анализ поведения конструктивного узла сварного соединения патрубка со сферической частью крышки сосуда давления
4.2.1. Расчётная схема. Условно-упругий расчёт
4.2.2. Расчёт кинетики напряжённо-деформированного состояния в щелевом технологическом концентраторе сварного соединения патрубка со сферической частью крышки сосуда давления при упругопластическом деформировании
4.3. Оценка усталостной долговечности конструктивного узла
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

полнотой и способами описания нелинейных эффектов деформирования, так и характером учёта внутренних переменных состояния.
3. Не смотря на значительный рост публикаций по проблеме упругопластического деформирования металлов при сложном нагружении, имеется определённое отставание теоретических исследование от запросов практики. В литературе практически отсутствует информация об определении материальных параметров и функций развитых определяющих соотношений, во многих случаях остаются нерешёнными вопросы практической реализации моделей, заключающихся в сочетании моделей с численными методами расчёта, зачастую' «за кадром» остаются вопросы, точности и границ применимости предлагаемых определяющих соотношений.
4. Современный уровень развития вычислительной техники, численных методов решения задач механики сплошных сред позволяют создавать математические модели сложных физических процессов, властности процессов упругопластического- деформирования металлов при сложном нагружении. Проведение численных экспериментов с использованием указанных моделей позволяет, с одной стороны, глубже понять характер протекающих процессов, оценить их параметры, уменьшить количество натурных экспериментов и помочь их расшифровке, а, с другой стороны, оценить точность используемых определяющих соотношений и установить границы, применимости математических моделей. Численное моделирование является важной составной частью исследований, как на стадии формулировки и изучения моделей деформирования упругопластических сред, так и на стадиях анализа и расчётов на прочность конкретных конструктивных элементов и обоснования их ресурса при усталостном механизме деградации прочностных свойств конструкционных материалов опасных зон элементов и узлов несущих конструкций.
Таким образом, рассматриваемая проблема изучена недостаточно и необходимо дальнейшее развитие моделей деформирования