Концепция инкубационного времени в задачах динамической прочности сплошных сред

• Автор: Груздков, Алексей Андреевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 225 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение
1 Общие принципы построения моделей динамической прочности
1.1 Основные закономерности проявления динамической прочности материалов
1.2 Инкубационное время
1.3 Некоторые проблемы тестирования динамических прочностных свойств материалов
1.4 Выбор определяющих характеристик
1.4.1 Проблема регистрации
1.4.2 Параметр нагружения
1.4.3 Поврежденность
1.5 Операторный и кинетический подход
1.6 Простое накопление поврежденности
1.7 Силовые и релаксационные модели
1.8 Модели с затуханием памяти
1.8.1 Простейшие модели затухания памяти
1.8.2 Смысл инкубационного времени
1.9 Предельный переход
1.10 Некоторые модельные задачи
1.10.1 Принцип Ле Шателье - Брауна
1.10.2 Простейшая модель равновесной системы
1.10.3 Запрокидывание маятника
1.10.4 Задача о сохранении популяции
1.10.5 Условия разрушения гармонического осциллятора. Постановка задачи и некоторые примеры
1.10.6 Необходимое условие разрушения гармонического осциллятора
2 Критерий текучести металлов
2.1 Феноменологические аспекты. Регистрация текучести
2.2 Обзор экспериментальных данных
2.2.1 Методы испытаний материалов на динамическую текучесть
2.2.2 Общие замечания
2.2.3 Постоянное напряжение
2.2.4 Постоянная скорость нагружения

2.2.5 Масштабная инвариантность
2.3 Варианты обобщения на случай произвольной формы импульса
2.3.1 Принцип суммирования задержки текучести
2.3.2 Критерий Кэмпбелла
2.3.3 Критерий с сингулярным ядром
2.3.4 Промежуточный вариант
2.3.5 Критерий Работнова
2.3.6 Сопоставление разобранных моделей
2.4 Единый критерий текучести
2.4.1 Варианты единого критерия текучести
2.4.2 Смысл параметров, входящих в критерий
2.5 Инвариантная форма единого критерия текучести
2.6 Построение диаграмм текучести для некоторых случаев
2.6.1 Постоянная скорость деформации
2.6.2 Постоянное напряжение
2.6.3 Определение пороговой амплитуды при ударном нагружении
2.7 Сопоставление с некоторыми феноменологическими моделями
3 Кавитация в твердых телах и жидкостях
3.1 Масштабные уровни разрушения твердых тел
3.2 Динамическая прочность при растяжении. Откол в твердых телах и жидкостях:
динамическая и статическая ветвь
3.3 Моделирование откола
3.4 Критерии разрушения «бездефектных» твердых тел в условиях динамического
нагружения
3.5 Релаксационный смысл инкубационного времени разрушения
3.6 Феноменологические аспекты кавитации жидкостей
3.6.1 Кавитация жидкостей и связанные с ней технические проблемы
3.6.2 Применение кавитации
3.6.3 Типы кавитации, проблема регистрации и методы испытаний
3.6.4 Некоторые закономерности кавитационных процессов
3.7 Равновесие и динамика полости в жидкости
3.7.1 Зародыши кавитации. Равновесие микропузырька
3.7.2 Рост и схлопывание пузырька в жидкости
3.8 Анализ уравнения Релея-Плессета
3.8.1 Асимптотическая скорость

3.8.2 Анализ размерностей
3.9 Критерий кавитации и его применение
3.9.1 Критерий инкубационного времени для кавитации
3.9.2 Кавитация при импульсном воздействии
3.9.3 Акустическая кавитация

4.1 Разрушение тел с макродефектом (трещиной)
4.1.1 Критерий Гриффитса
4.1.2 Динамический критерий разрушения тел с макродефектами
4.2 Энергетический баланс при статическом разрушении
4.3 Энергетический баланс при умеренно высоких скоростях нагружения
4.4 Локальная инерция. Соотношение упругой и кинетической энергии
4.4.1 Понятие локальной кинетической энергии
4.4.2 Локальная инерция при соударении пластин
4.4.3 Равномерное растяжение стержня
4.4.4 Расширение кольца
4.5 Фрагментация кольца силами инерции
4.5.1 Модель фрагментации D.E. Grady
4.5.2 Модификация модели D.E. Grady
4.6 Динамический аналог константы Гриффитса
4.6.1 Проблема определения энергоемкости роста трещины в динамике
4.6.2 Испытания на магнитно-импульсной установке
4.6.3 Энергетический баланс
4.6.4 Условие роста трещины
4.6.5 Обсуждение результатов
4.7 Принцип равной мощности
5 Температурно-временное соответствие и релаксация в твердых телах
5.1 Связь температурных, силовых и временных факторов
5.1.1 Силовое и тепловое нагружение
5.1.2 Температурно-временное соответствие
5.2 Температурная зависимость динамической текучести мягкой стали
5.3 Температурные зависимости для других металлов и сплавов
5.4 Анализ некоторых феноменологических моделей
5.5 Температурные аномалии динамической текучести
5.6 Феноменологические аспекты хрупко-вязкого перехода

Очевидно, что при больших г (Р » Р-т )
Т » или Р Т я —
V г V

Величина —, которая отвечает некоторому характерному периоду колебаний, явля-

ется аналогом инкубационного времени.
Рассмотренный выше импульс является «минимальным» в том смысле, что при заданной длительности Т минимальная амплитуда разрушающего импульса равна Р. На данном примере можно рассмотреть и понятие «максимального импульса». Будем удерживать внезапно приложенную постоянную нагрузку до тех пор, пока не произойдет разрушения (запрокидывания). Очевидно, что в этот момент (р(1.) = л. Поэтому время до разрушения определяется из соотношения
и = Г
о -2у*(1-со8<р) ол/2-2(1-со5'
Заменой <р = 2х получаем
1 *12 л

у о л/гх-ят2 х
Импульс длительностью I. является «максимальным» в том смысле, что при заданной амплитуде он является наибольшим, т.к. импульс большей длительности нельзя приложить без разрушения. Сравнение максимального и минимального импульса для заданной амплитуды приводится на Рис 1.1.