Моделирование упрочнения и разрушения анизотропных сред

• Автор: Кривошеина, Марина Николаевна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 242 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ СРЕД
1.1 Анизотропия упругих свойств материалов
1.2 Анизотропия пластических свойств металлов
1.3 Моделирование пластического деформирования анизотропных материалов
1.4 Моделирование упрочнения анизотропных материалов
2. РАЗРУШЕНИЕ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ И ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
2.1. Особенности разрушения металлических анизотропных материалов при статическом нагружении
2.2. Критерии предельного состояния анизотропных материалов..
2.3. Особенности разрушения металлов при динамическом нагружении
2.4. Особенности деформирования и разрушения анизотропных металлов и сплавов при высокоскоростном нагружении
2. 5. Математическое моделирование откольного разрушения в анизотропных материалах
3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ ИЗОТРОПНЫХ И АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1 Уравнения механики сплошной среды
3.2 Модель упругопластического деформирования изотропных материалов
3.3. Численное моделирование упругопластического деформирования анизотропных материалов с учетом изотропного и изотропно-кинематического
упрочнения
3.4 Математическое моделирование разрушения анизотропных материалов
3.4.1 Трехмерная постановка задачи
3.4.2 Методика расчета деформации изотропных и анизотропных материалов
4. УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ АНИЗОТРОПНЫХ МЕТАЛЛОВ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ..
4.1. Результаты численного моделирования изотропного упрочнения анизотропных материалов
4.2. Результаты численного моделирования кинематического упрочнения анизотропных материалов
4.3. Численное моделирование разрушения преград из анизотропных материалов от напряжений сдвига
5. ОТКОЛЬНОЕ РАЗРУШЕНИЕ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ
5.1 Моделирование откольного разрушения преград в трехмерной постановке
5.1.1 Естественный откол
5.1.2 Искусственный откол
5.2 Откольное разрушение преград из транстропных материалов в плоскости изотропии
5.3 Откольное разрушение преград из транстропных материалов в
плоскости анизотропии
Выводы
Список использованной литературы

1.2 Анизотропия пластических свойств металлов
Изучение прочностных свойств материалов опирается на выводы теории пластичности, так как разрушению, как правило, предшествует пластическая деформация.
Влияние механической текстуры металлов и сплавов проявляется из-за различного ослабления эффективного сечения неодинаково ориентированных образцов при наличии вытянутых границ зерен, вторых фаз, несплошностей, окисных плен, включений из-за различной концентрации напряжений вокруг этих несплошностей и включений в различных направлениях. Однако в процессе нагружения наблюдают одновременно влияние кристаллографической и механической текстур. Последняя часто приводит к преждевременному разрушению образца до исчерпания полной пластичности материала, причем разрушение происходит тем раньше, чем ближе ориентировки образца к поперечному направлению относительно направления проката. Технология производства проката и листа сопровождается формированием и развитием значительной кристаллографической и структурной анизотропии. Возникновение ее связано уже с процессом затвердевания слитков в изложницах или водоохлаждаемых установках непрерывной разливки. Обусловлено это направленностью градиента температур и объемными изменениями при кристаллизации, задающими направление роста кристаллитов, процессами ликвации, ориентированного разложения примесей и пустот в слитке. Высокотемпературная деформация слитков приводит к дроблению неметаллических частиц, уменьшению размеров зерен и вытягиванию их в направлении преимущественного течения металла [154].
В процессе деформации слитка формируется существенная механическая волокнистость. Крупные хрупкие неметаллические включения, образовавшиеся при кристаллизации металла по границам кристаллитов и в средней части слитка, в процессе деформации вытягиваются в направлении течения металла и приводят к усиливающейся с увеличением обжатия локализации отдельных объемов и к ослаблению связей в направлениях, перпендикулярных основной деформации.