Деформирование и разрушение алюминиевого сплава при механическом нагружении и локальном плазменном воздействии

• Автор: Герасимов, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Гл. 1. Основные закономерности процессов нелинейного деформирования при изотермическом и неизотермическом нагружении
1.1. Уравнение состояния при изотермическом нагружении
1.2. Характеристики разрушения при изотермическом нагружении
1.3. Критерии образования и развития трещин
1.4. Оценка физико-химических воздействий на сопротивление
образованию и развитию разрушения
1.5. Учёт особенностей неизотермичности нагружении
Гл. 2. Методика экспериментальных исследований
2.1. Постановка задач экспериментальных исследовании
2.2. Механические испытания при одноосном и двухосном нагружении
2.3. Неизотермический плазменный нагрев
2.4. Совместное воздействие механических нагрузок и плазменного нагрева
Гл. 3. Деформирование и разрушение при комплексном воздействии на
конструкционный материал
3.1. Постановка задачи эксперимента
3.2. Экспериментальное определение характеристик деформирования
3.3. Расчётно-экспериментальное исследование процессов разрушения75
Гл. 4. Физическое и математическое моделирование процессов
деформирования, повреждения и разрушения
4.1. Численное моделирование задачи о напряжённо- деформированных состояниях при двухосном неизотермическом нагружении

4.2. Описание процессов повреждения плазменными потоками
4.3. Анализ прочности при неизотермическом нагружении
4.4. Постановка краевой задачи о развитии напряжённо-деформированного состояния в оболочке вращения под действием внутреннего давления и термического воздействия
4.5. Методические рекомендации по определению прочности
при локальных воздействиях
4.5.1. Порядок определения прочности
4.5.2. Оценка соответствия расчёта результатам экспериментов
Заключение
Приложение
Литература

В современном мире всё большее значение приобретают авиационная и космическая техника, энергетическое машиностроение и многие другие технические системы высокой энерговооружённости, призванные работать в сложных условиях термомеханического нагружения и физико-химических воздействий рабочих процессов и окружающей среды [1,2,3,4,5]. Это связано, в первую очередь, с возрастающими скоростями полётов в сверхзвуковой области скоростей, производством и потреблением энергии и ростом её использования [6,7]. Решить- возрастающие энергетические проблемы на данный момент истории способно использование высокотемпературных процессов в. тепловой, атомной и термоядерной энергетике, а также активное использование парогазовых плазменных потоков, космических излучений и электрофизических полей [1,4,7,8]. Вместе с тем недостаточно-изученные сложные многофакторные процессы, протекающие в таких сложных системах и сопровождающие использование' подобных видов энергии, чреваты огромными последствиями для экологии в общемировом масштабе [9]. Поэтому основные несущие узлы и конструкции подобных технических систем проектируют таким образом, чтобы либо исключить возможность аварии, как отдельного узла, так и непосредственно всей конструкции, либо так, чтобы все возможные совокупные последствия мелких локальных аварий не приводили к более крупным глобальным авариям [1,2,6,9,10]. К сожалению, идти по первому пути препятствует достаточная сложность и многоэлементность конструкций, а также многофункциональность отдельных частей оборудования. В этом направлении наибольшее развитие получила концепция дублирования основных (если нет возможности дублирования-всех) узлов конструкции, выход из строя которых способен привести к фатальным последствиям [11,12].

2.3. Неизотермический плазменный нагрев
Плазменный нагрев конструкционных материалов и их поведение в процессе нагрева и после вызывает постоянный интерес исследователей. Конструкции ядерной энергетики, ракетно-космической техники и многих других отраслей промышленности подвергаются воздействию плазменного нагрева, как на этапе изготовления, так и эксплуатации. Как отмечено в главе 1, в результате плазменного нагрева в конструкционных материалах при энерговыделении образуются нелинейные локальные области, неравновесные температурные поля, приводящие к скачкам напряжений и изменению в процессе воздействия физико-механических параметров материалов конструкций.
Наиболее сложным при постановке и решении задач связанных с температурным расширением и образованием температурных напряжений в конструкциях и их термоустойчивостью, является, определение и правильный выбор уравнений состояния, материалов конструкций, подверженных плазменному воздействию. Важными являются вопросы описания взаимосвязи и взаимовлияния тепловых параметров процесса плазменного воздействия на элементы конструкций с параметрами напряжённо-деформированного состояния внутри локальных областей нагретых конструкционных материалов. Наименее изученной (см. п. 2.1) является проблема определения совокупности параметров, при реализации которых наступает процесс зарождения нелинейного, нестационарного разрушения, а также параметров, определяющих прочностные характеристики материалов в процессе развития разрушения. Решение этих проблем подразумевает детальные исследования развития и зарождения неизотермического нелинейного разрушения на микро, мезо и макро уровнях. Однако для практических задач наиболее ценными является интегральные обобщённые зависимости, позволяющие получить приемлемое описание сложных физико-механических, термических и других сопутствующих процессов, связанных с зарождением и развитием