Верификация математических моделей механохимической кинетики трения и накопления повреждений в конструкционных материалах при разрушении

Верификация математических моделей механохимической кинетики трения и накопления повреждений в конструкционных материалах при разрушении

Автор: Юркин, Юрий Андреевич

Шифр специальности: 05.17.08

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2007

Место защиты: Москва

Количество страниц: 232 с. ил.

Артикул: 3311244

Автор: Юркин, Юрий Андреевич

Стоимость: 250 руб.

Верификация математических моделей механохимической кинетики трения и накопления повреждений в конструкционных материалах при разрушении  Верификация математических моделей механохимической кинетики трения и накопления повреждений в конструкционных материалах при разрушении 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОБЗОР ПОДХОДОВ К РАЗРАБОТКЕ ВЕРОЯТНОСТНЫХ МОДЕЛЕЙ
РАЗРУШЕНИЯ ИЗНОСА .
1.1 Математические модели процесса разрушения. Вероятностные модели накопления повреждений .
1 Процесс накопления повреждений .
1.1 2. Модель удара
1.1.3. Стационарная стохастическая модель накопления повреждений
1.1.4. Нестационарная стохастическая модель накопления повреждений .
1.1.4 1. Прямой мегод.
1 1 4.2 Метод субординации.
1.1.4.3. Вариант модели с непрерывным временем
1 1 5. Определение стационарности или нестационарности модели процесса
накопления повреждений.
1.2 Кинетика дислокаций возникновение, размножение и гибель с позиций
кинетики цепных реакций
1.2 1. Возникновение, размножение и гибель дислокаций .
1 2.2 Теория пластического течения, включающая кинетику дислокаций .
1.3. Математические модели механохимической кинетики трения и накопления
повреждений в конструкционных материалах при разрушении.
1 3.1. Кинетическая модель ассоциации точечных дефектов .
1.3.2. Конструирование кинетических схем, порождающих статистические
распределения.
3. Статистическая модель механохимической кинетики образования и роста
двумерных и трехмерных перекрывающихся трещин.
1.3.4 Трибохимическая кинетика адгезионного взаимодействия двух твердых тел
в процессе трения скольжения . .
1 4. Постановка задачи исследования.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ ВЕРИФИКАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТРЕНИЯ, ИЗНОСА И НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В КОНСТРУКЦИОНЫХ МАТЕРИАЛАХ
ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ
2.1. Общая характеристика компьютерной программы
2 1 1. Подготовка экспериментальных данных для компьютерных расчетов
2 1 2 Считывание и конвертация графических данных перевод в табулированную
цифровую форму .
2.1.3. Работа программы считывания и конвертации перевода графических
данных в табулированную цифровую форму Рабочее Меню для работы с входящими данными
2.1 4. Алгоритмы работы программы .
2.1 5. Расчет оценки параметров модели
2.1.5.1. Алгоритм работы программы в среде МаСАЕ .
2.1.5.2 Метод сопряженных градиентов Основные положения минимизации функций многих переменных
2.2. Отработка компьютерной программы верификации математической модели
трибохимической кинетики внешнего трения. Пример реализации программы . .
2.3. Отработка программы. Анализ предварительных результатов верификации
математической модели трибохимической кинетики внешнего трения .
2.4. Отработка программы. Пример верификации математической модели
механохимической кинетики накопления повреждений. . .
2.5. Анализ компьютерной программы верификации математической модели
механохимической кинетики накопления повреждений и разрушения конструкционных материалов
2 6. Выводы по Главе 2 .
ГЛАВА 3. ВЕРИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ТРИБОХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ ВНЕШНЕГО ТРЕНИЯ .
3 1. Качественный анализ математической модели топохимической кинетики
адгезионного взаимодействия двух твердых тел в процессе трения скольжения .
3.2. Результаты верификации математической модели трибохимической кинетики
внешнего трения, их анализ и физикохимическая интерпретация
3.2.1 Тормозные колодки.
3 2.2 Зависимость Коэффициента трения скольжения от скорости при различных
давлениях нагружения
3.2 3 Верификация математической модели внешнего трения по экспериментальным
данным, имеющим максимум на зависимостях коэффициента трения от скорости скольжения
3 2 3.1. Стальная пара
3 2.3 2. Пара трения чугун чугун
3 2 4. Верификация математической модели внешнего трения но экспериментальным
данным, имеющим минимум на зависимостях коэффициента трения от скорости скольжения . . .
3.2.4.1. Трение на высоких скоростях с оплавлением поверхностных слоев олово
3.2 4 2 Трение на высоких скоростях Пара трения сталь алмаз
3.3. Выводы по Главе 3.
ГЛАВА 4. ВЕРИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ ПРИ РАЗРУШЕНИИ
4.1. Верификация результатов испытаний, подчиняющихся квазивейбулловскому
распределению
4.1.1. Испытания образцов при растяжении пульсирующей нагрузкой при различных
температурах. .
4.1.2. Испытания резца на износ
4.1.3. Испытания на малоцикловую усталость.
4.1.4. Распределение времени достижения макротрещиной заданной длины .
4.1.5. Случай явного нарушения однородности в выборке образцов.
4 2. Верификация результатов испытаний, подчиняющихся квазирелеевскому
распределению. .
4 2.1. Испытание вала на изгиб при вращении.
4.2 2. Испытания шариков подшипников качения.
4.3. Заключение по результатам верификации математических моделей
механохимической кинетики накопления повреждений и проблема их интерпретации.
4.4. Сопоставление кинетического и других подходов к теоретическому
представлению механизмов разрушения
4.4.1. Элементарные процессы накопления повреждений и разрушения
4 4.2 Безбарьерные модели сдвига
4.4 3. Термофлуктационные модели зарождения трещин.
4.4.4. Механизмы роста трещин.
4 4 4.1. Хрупкий скол
4 4.4.2 Квазихрупкий рост трещин. .
4 4.4.3 Пластические механизмы роста трещин
4 4 4.4 Диффузионные механизмы роста трещин.
4.4.4.5 Вязкий рост трещин .
4 4.4.6. Генерация дислокаций в вершине трещины как механизм ее роста
4 5. Выводы по Г лаве 4.
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ .
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. .
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ВВЕДЕНИЕ
Диссертация посвящена разработке компьютерной программы для верификации математических моделей механохимической кинетики трения и накопления повреждений при износе и разрушении конструкционных материалов, проверке этих моделей на верифицируемость и физикохимической интерпретации результатов верификации математических моделей по экспериментальным данным.
АКТУАЛЬНОСТЬ


Дефекты кристаллической решетки, обусловленные неправильным чередованием атомных плоскостей, называют дислокациями. Если под действием градиента напряжений такие дислокации перемещаются внутри кристаллов, их называют подвижными. В реальных кристаллах имеются и многие другие типы дислокаций. При увеличении внешнего давления а и роста деформации е дислокации возникают, движутся и погибают Процесс их генерации в среднем может преобладать над процессом гибели. Пусть при приросте б на йе число дислокаций будет в среднем прирастать на величину 1п . Соотношение 1 означает, что расчет проводится статистически, т е. Экспериментальные наблюдения приводят к заключению, что пластическая деформация при знакопеременном нагружении протекает скачками Дислокации то накапливаются в различных частях кристаллов, то снова приходят в движение и гибнут. Так как внутренние напряжения действуют и в горизонтальном и в вертикальном направлениях, спонтанное движение дислокаций может начаться или в горизонтальном или в вертикальном направлении. Процесс должен рассматриваться статистически. Пусть е относительная величина деформации, определяемая теми или иными компонентами тензора деформации. Как правило, она будет в среднем положительной в начальной стадии пластической деформации и отрицательной на последующих стадиях. Основные проблемы, по мнению автора 2, заключаются в том, чтобы найти такие уравнения, которые позволили бы связать концентрации дислокаций различного типа п с величиной компонентов деформации ец, напряжения оц и их производными
и . При этом в качестве параметров эти уравнения должны были содержать время и температуру Т, т е. V
В общем случае в эту систему уравнений могут входить и производные других типов. Такого рода уравнения кинетики дислокаций и пластического течения после интегрирования должны дать п, и ец как функции приложенных а и времени Дополнительно необходимо установить закономерности для расчета физических свойств твердого тела в зависимости от п,. Это должно давать возможность рассчитать, как меняются физические свойства в частности, магнитные под влиянием пластической деформации. Поставленные в таком ключе проблемы в значительной части решены и удалось найти достаточно универсальный закон пластического течения 3. В этот закон входят концентрации подвижных дислокаций. С,п о 2, 1. Франка Рида, здесь критическое напряжение переменный предел ползучести, С, и С2 коэффициенты пропорциональности, зависящие от а и Т в общем случае эти коэффициенты зависят от числа сидячих дислокаций. Уравнение 1. Е модуль упругости или модуль Юнга, или модуль сдвига в зависимости от характера деформации. Уравнение 1. Уравнение 1. Гука на релаксационные явления Тем не менее, несмотря на подобие, уравнение 1 принципиально отличается от уравнения 1. Эти процессы в концепции Лкулова Н С. Кинетические уравнения для подвижных дислокаций строятся в соответствии со следующими соображениями в уравнение пластического течения 1. Вывод уравнения 1. Пусть а является величиной, которая пропорциональна вероятности того, что дислокация, пройдя некоторый путь при деформации кристалла, равный , отщепит новую дислокацию, а р является величиной, которая пропорциональна вероятности того, что эта дислокация погибнет, не отщепив новой дислокации. Тогда а р есть средний прирост на одну дислокацию, а а общий прирост Далее, пусть у является величиной, которая пропорциональна вероятности того, что дислокация, встретив другую дислокацию, образует устойчивую пару. Число таких встреч пропорционально п2 Отсюда следует, что удельная убыль дислокаций будет определяться членом уп2 Величина а0 пропорциональна вероятности первичного возникновения дислокаций при деформации кристалла Считается, что эта величина мала по сравнению с двумя другими в 1 . Уравнение 1. Уравнения 1. На основе этих уравнений Акуловым Н. С. развита теория ползучести первой и второй стадий, обратной ползучести, общая теория пластического течения в форме, теории упрочнения и остановок ползучести, теории переходов из упругого в пластическое состояние, пластического гистерезиса и явления релаксации.

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: 0.304, запросов: 242