Формирование и релаксация полей остаточных напряжений в окрестностях микронеоднородностей материалов с вязкими и пластическими свойствами

• Автор: Мурашкин, Евгений Валерьевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 105 с. : ил.

Глава 1. Математическое моделирование больших деформаций при учете реологических свойств материала
1.1. Кинематика больших деформаций, включающих в себя обратимую
и необратимую составляющие
1.2. Определяющие законы теории больших упругопластических деформаций
1.3. Об учете вязкости в процессах интенсивного деформирования
Глава 2. Пластическое течение и остаточные деформации у одиночного инородного включения
2.1. Жесткое включение в упругопластическое тело
2.2. Упругое включение в упругопластическое тело
Глава 3. Пластическое течение и остаточные напряжения в окрестности одиночного дефекта сплошности вязкоупругопластического материала
3.1. Упругое равновесие вязкоупругоплаческого материала в качестве начального условия процесса
3.2. Расчет пластического течения
3.3. Разгрузка материала и повторное пластическое течение
3.4. Итоговые размеры дефекта, уровень и распределение остаточных напряжений

Глава 4. Поведение границы дефекта при интенсивном гидростатическом сжатии в условиях неустановившейся ползучести
4.1. Постановка задачи
4.2. Разрешающая система уравнений в условиях интенсивной ползучести
4.3. Интегрирование системы разрешающих дифференциальных уравнений
4.4. Релаксация остаточных напряжений в условиях разгрузки
Заключение
Список литературы

Учет упругих свойств материалов в расчетах режимов их интенсивного формоизменения при обработке металлов давлением диктуется потребностями современной технологической практики. Ведь именно свойство упругости и связанные с ним обратимые деформации необходимы для целей расчетного прогнозирования итоговой геометрии тел после деформации и итогового распределения в них остаточных напряжений. Поля остаточных напряжений формируются у любых неоднородностей материалов, так как последние выступают в роли концентраторов напряжений. Размеры неоднородностей могут оказаться сравнимыми с перемещениями частиц материала в их окрестностях. Это обстоятельство исключает возможность использования при математическом моделировании подобных процессов интенсивного деформирования классических моделей типа Прандтля - Рейса, так как они основываются на гипотезе малости деформаций. В окрестности микронеоднородностей (дефекты сплошности в форме микротрещин и микропор, инородные микровключения, выраженные дефекты структуры и др.) они всегда большие. Указанные обстоятельства позволяют сформулировать цель настоящего исследования: изучить влияние учета реологических эффектов в математической модели больших упругопластических деформаций и закономерности формирования полей остаточных напряжений в окрестностях микронеоднородностей интенсивно продеформированных материалов.
Накопление необратимых деформаций в твердых телах связано с двумя взаимозависимыми необратимыми термодинамическими процессами, происходящими при их деформировании. Первый из них определяется зависимостью функции диссипации энергии от скорости протекания процесса и связывается с проявлением вязких свойств материалов [38, 81]. Следствием этого оказываются явления ползучести и релаксации напряжений. Исследованию этого процесса посвящена теория ползучести металлов - пожалуй, одна

Рис. 5. Распределение остаточных напряжений.
До Д0 *0
Рис. 6. Распределение перемещений в конечный момент разгрузки.

До До
Рис. 7. Остаточные пластические деформации.
2.2. Упругое включение в упругопластическое тело
Рассмотрим теперь задачу, когда включение не является абсолютно жестким. Будем также считать, что по своим свойствам оно более жесткое в сравнении с основным материалом деформируемого тела. Тогда оно останется упругим во всем процессе деформирования, в то время как основной материал может подвергаться необратимому деформированию. Согласно (2.12) и условию