Модели, методы и алгоритмы прогнозирования показателей сопротивления усталости металлов

Модели, методы и алгоритмы прогнозирования показателей сопротивления усталости металлов

Автор: Андреев, Вячеслав Викторович

Шифр специальности: 05.13.01

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2005

Место защиты: Нижний Новгород

Количество страниц: 437 с. ил.

Артикул: 3012393

Автор: Андреев, Вячеслав Викторович

Стоимость: 250 руб.

Модели, методы и алгоритмы прогнозирования показателей сопротивления усталости металлов  Модели, методы и алгоритмы прогнозирования показателей сопротивления усталости металлов 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. У стал ость металлов.
1.1. У сталость металлов
1.2. Способы представления результатов испытаний на
усталость.
1.3. Показатели сопротивления усталости металлов
1.4. Влияние различного рода факторов на показатели
сопротивления усталости металлов и сплавов
1.4.1. Асимметрия цикла нагружения
1.4.2. Температура испытаний
1.4.3. Коррозионная активность окружающей
1.4.4. Частота циклов нагружения
1.4.5. Концентрация напряжений
1.4.6. Масштабный фактор .
1.4.7. Состояние поверхности
1.4.8. Металлургические и структурные факторы
1.5. Определение показателей сопротивления усталости
1.5.1. Экспериментальное определение
показателей сопротивления усталости
1.5.2. Методы прогнозирования показателей
сопротивления усталости .
1.6. Существующие проблемы при определении
показателей сопротивления усталости.
1.7. Цели и задачи исследования.
Глава 2. Факторный анализ экспериментальных данных для их
исследования и разработки системы моделей, методов и
алгоритмов прогнозирования.
2.1. Характеристика источников экспериментальных
данных
2.2. Систематизация данных по усталости металлов и
сплавов
2.2.1. Систематизация исходных данных по
маркам сталей и сплавов.
2.2.2. Систематизация исходных данных по
схемам нагружения.
2.2.3. Систематизация исходных данных по
средам, в которых выполнялось нагружение образцов или деталей.
2.2.4. Систематизация исходных данных по
температурам испытаний
2.2.5. Систематизация исходных данных по
форме поперечного сечения образцов и деталей.
2.2.6. Систематизация исходных данных для
учета масштабного фактора
2.2.7. Систематизация исходных данных по
частоте цикла действующей нагрузки
2.2.8. Систематизация исходных данных по
режимам термообработки.
2.2.9. Систематизация исходных данных по
способам механической обработки поверхности образцов или деталей
2.2 Систематизация исходных данных по
чистоте механической обработки поверхности образцов или деталей
2.3. Общая характеристика базы данных для хранения
информации по усталости металлов и сплавов
2.4. Общая характеристика исследуемых
экспериментальных данных
Глава 3. Закономерности поведения металлических материалов при циклическом нагружении как основа для создания системы методов прогнозировании
3.1. Выявление закономерностей в поведении металлов
при циклическом нагружении.
3.2. Поиск способов обобщения разнородной
информации по усталости металлов.
3.2.1. Нормировка экспериментальных данных
3.2.2. Оценка эффективности преобразования информации по усталости металлов
3.3. Преобразование информации по
экспериментальным данным для получения обобщенной зависимости
3.4. Анализ чувствительности обобщенной
зависимости к выбору приведенных показателей .
3.5. Связь в представлении результатов циклического нагружения в приведенной и традиционных
системах координат.
3.6. Топография обобщенной зависимости приведенных параметров сопротивления усталости
металлов.
Глава 4. Информационное обеспечение разрабатываемой системы методов прогнозирования показателей сопротивления
усталости металлов и сплавов.
4.1. Выявление эквивалентных кривых для обобщенной
зависимости приведенных параметров
сопротивления усталости в ходе выполнения анализа чувствительности.
4.2. Определение положения линий уровня для
обобщенной зависимости.
4.3. Гомологическое напряжение и обобщенная
поверхность приведенных показателей
сопротивления усталости.
4.4. Эквивалентные комплексы показателей
сопротивления усталости
4.5. Программа визуализации результатов
исследования кривых усталости и построения обобщенной поверхности приведенных
показателей сопротивления усталости
4.6. Построение факторных функций корректировки 0 Глава 5. Система алгоритмов, моделей и методов прогнозирования
показателей сопротивления усталости металлов и сплавов
5.1. Решение задачи прогнозирования
5.2. Общая схема разработанной системы методов
прогнозирования показателей сопротивления усталости металлов и сплавов.
5.3. Использование результатов преобразования
разнородной информации по показателям сопротивления усталости
5.4. Методика качественного анализа .
5.5. Методы количественного анализа
5.5.1. Метод прогнозирования с использованием
обобщенной зависимости приведенных показателей сопротивления усталости
метод сечений.
5.5.2. Метод прогнозирования с использованием свойств структурночувствительного
параметра сопротивления усталости
5.5.3. Метод прогнозирования с Использованием обобщенной поверхности приведенных параметров сопротивления усталости метод проекций.
5.5.4. Метод прогнозирования сиспользованием факторных функций корректировки
5.6. Программа прогнозирования показателей
сопротивления усталости с использованием
искусственных нейронных сетей .
Глава 6. Практическое применение разработанной системы методов прогнозирования показателей сопротивления усталости.
6.1. Прогноз показателей сопротивления усталости с
использованием ограниченных по объему испытаний на усталость.
6.2. Прогноз показателей сопротивления усталости с
использованием результатов испытаний по
статическому нагружению образцов.
6.3. Прогноз показателей сопротивления усталости с
использованием обобщенной зависимости и
обобщенной поверхности приведенных
показателей сопротивления усталости .
6.4. Уточнение прогнозируемых показателей
сопротивления усталости с использованием факторных функций корректировки и искусственных нейронных сетей .
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Действительно, имеются экспериментальные данные, согласно которым уменьшение в стали концентрации атомов углерода и азота снижает, а то и полностью устраняет физический предел выносливости и смещает перегиб кривой усталости в сторону большего числа циклов нагружения. Понижение концентрации примесей внедрения увеличивает время, необходимое для закрепления дислокаций, и смещает перегиб кривой усталости в область большего числа циклов. С другой стороны, с повышением температуры закалки низкоуглеродистой стали происходит повышение концентрации атомов углерода, что приводит к повышению величины предела выносливости, а точка перегиба кривой усталости в соответствии с этим смещается в область меньших долговечностей. С повышением плотности дислокаций возрастает склонность к формированию сгущений дислокаций, а затем и ячеек. При достижении критической плотности дислокаций возникает полосовая структура, в которой и локализуется развитие усталостного повреждения металла. Развитие полосовой структуры устойчивых полос скольжения, а вместе с ней и микронластическая деформация в основном ограничиваются поверхностными слоями. На уровне предела выносливости и ниже его эволюция дислокационной структуры с образованием устойчивых полос скольжения происходит только в отдельных зернах. Согласно гипотезе барьерного эффекта поверхностного слоя решающая роль в формировании предела выносливости принадлежит упрочненному поверхностному слою толщиной порядка размера зерна. Возникновение упрочненного поверхностного слоя связано с микротечением поверхностных слоев металла. Микропластическая деформация в поверхностном слое начинается при критическом напряжении, при достижении которого в приповерхностном слое начинается размножение дислокаций. В процессе циклического нагружения происходит упрочнение поверхностного слоя толщиной порядка размера зерна за счет повышения плотности вновь образующихся дислокаций и динамического деформационного старения. К моменту достижения базового числа циклов нагружения на поверхности металла образуется равномерно упрочненный поверхностный слой с повышенной плотностью закрепленных дислокаций. И хотя в этом случае в поверхностном слое внутри отдельных зерен могут находиться микротрещины, дальнейшего развития повреждаемости не происходит, так как для начала распространения усталостной трещины ее размер должен быть больше, чем размер зерна. Выполненные эксперименты подтверждают, что в поверхностном слое плотность дислокаций повышена. Толщина этого аномального слоя не превышает 5 мкм, например, для армкожелеза 8. Поверхностные слои оказываются деформированы на большую степень деформации, чем внутренние объемы. Упрочненный поверхностный слой создастся и искусственным путем, например, поверхностным пластическим деформированием, нанесением покрытий или насыщением материала поверхностных слоев какимилибо примесными атомами. Имеющиеся в поверхностном слое материала трещины, которые вызывают необратимую повреждаемость материала. Они могут возникать также в процессе циклического нагружения. Размер таких трещин соизмерим с размерами зерна. Наличие агрессивных сред, которые разрушают поверхностный слой или сплошность поверхностного слоя по механизму Ребиндера или в результате растворения. Наличие условий для развития процессов типа кавитации и фреттингкоррозии. Развитие при заданных температурных условиях нагружения в поверхностных слоях материала процессов рекристаллизации или возврата. При температуре начала рекристаллизации наблюдается резкое падение циклической прочности. Нестабильность структурного состояния материала. Согласно модели Бсргстрема, Вингсбоу и Лагерберга при амплитуде напряжений, соответствующей физическому пределу выносливости, не происходит пересечения скользящими дислокациями сгущений и скоплений дислокаций. Это, в свою очередь, предотвращает зарождение усталостных трещин. Появление физического предела выносливости связывается также с появлением устойчивой субструктуры в поверхностном слое толщиной порядка одного зерна. Под устойчивой субструктурой понимается ячеистая структура, которая в процессе нагружения не испытывает трансформации в полосовую. По Кеттунену формирование предела выносливости обусловлено интенсивным циклическим деформационным упрочнением в процессе усталости.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.252, запросов: 244