Моделирование наведения остаточных напряжений в элементах конструкций в условиях ползучести

• Автор: Горелова, Виктория Викторовна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1.........Существующие методы наведения и оценки остаточных напряжений
2...Начально-краевая задача термоупругоползучести под действием градиента температур
2.1. Постановка задачи термоупругоползучести
2.2. Задача термоупругоползучести для толстостенной трубы
2.3. Решение температурной задачи для толстостенной трубы
2.4. Решение термоупругой задачи для толстостенной трубы
2.5. Решение задачи термоупругоползучести для толстостенной трубы
3. Конечно-элементное моделирование процессов наведения остаточных
напряжений в элементах конструкций
3.1. Анализ особенностей дробеструйной обработки поверхностного

3.1.1. Конечно-элементное моделирование упругопластического контактного взаимодействия сферической частицы с плитой в случае статического приложения нагрузки
3.1.2. Оценка напряженно деформируемого состояния для случая динамического взаимодействия сферической частицы с преградой
3.1.3. Накопление поврежденности в материале в результате накопления необратимых пластических деформаций
3.2. Исследование краевых эффектов в процессе термопластического
упрочнения поверхностного слоя трубы с учётом явления ползучести
3.3. Моделирование теплообмена в трубе с жидкостью
4. Экспериментальное определение напряжений в трубе, подвергнутой
градиенту температур
Заключение
Список использованных источников и..........................литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Разработка металлосберегающих технологий, позволяющих производить машины и механизмы повышенной прочности, в настоящее время является одной из основных задач научно-технического прогресса. Решение проблемы повышения прочности металла в условиях его эксплуатации вызывает необходимость поиска новых технологий, позволяющих защищать металл от нежелательных внешних воздействий. Данная проблема связана с учётом различных параметров и характеристик состояний, возникающих в материале. Среди различных внутренних параметров, характеризующих состояние материала в условиях внешних воздействий, особое место занимают остаточные напряжения. К настоящему времени проблема наведения и расчёта остаточных напряжений до конца не изучена и остаётся актуальной.
Известно, что остаточные напряжения, специальным образом наведённые в материале, влияют на устойчивость материала к внешним воздействиям [28]. Металл, например, может иметь некоторые несовершенства структуры (дислокации, микротрещины, микропоры и т. п.), которые способствуют его разрушению. Наличие сжимающих остаточных напряжений приводит к закрытию микротрещин и повышает прочностные характеристики металла.
Огромный экономический ущерб наносит также коррозия и вызванное ей коррозионное растрескивание под напряжением (КРН). Металл при КРН ухудшает свои характеристики, становится невозможным выполнение изделием заданных конструктивных функций. Известны различные методы борьбы, направленные против КРН. Большинство из них основано на нанесении самых различных защитных покрытий на поверхность металла с целью предотвращения или снижения проникновения ионов водорода внутрь металла [15]. Наряду с нанесением защитных покрытий одним из методов, снижающих диффузию водорода в металле, также является наведение остаточных напряжений сжатия на поверхности металла.

- обобщённые поверхностные силы, а температура Т должна удовлетворять
стационарному уравнению теплопроводности (2.1.5).
В условиях повышенных температур необходимо учитывать также явление ползучести [25]. В связи с этим возникает модифицированная постановка задачи термоупругоползучести, где полная деформация может быть записана

в виде суперпозиции упругой £■■ , температурной £■■ и деформации ползуче-

сти £■■
с Т с £..=£ К+£ +£ .
и и и ч
Уравнение равновесия по-прежнему остаётся в виде (2.1.1) с учётом
(2.1.13), но связь напряжений сг -с упругими деформациями перепишется сле-

дующим образом:
о-.. = Л(9-вТ-вс)ё , +2и(е..-£Т-£.С). (2.1.13)
Ч Ч Ч Ч Ч
Уравнение равновесия (2.1.1) можно переписать в виде обобщённых уравнений Ламе
(А+[1)в . +/Ли. + -(ЪЛ+2/.1)аТ.-Ав 0-2це.. . (=0. (2.1.14)
,/ I I ,/ ,/ у. / )
Граничные условия при этом примут вид: на поверхности

(Хвп. +2/ле.п ,) = )/; +(2Л + 2/л)аТп +Хвсп +2/ле сп Г
/ и 1 с V 1 1 1 У 1 '
Ч] */
на поверхности 5 и

= и. 5

(2.1.15)