Оценка усталостной долговечности конструкций при малоцикловом нагружении на базе уравнений механики поврежденной среды

• Автор: Фомин, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
1.1. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ
1.1.1 Физические аспекты процесса разрушения при мало цикловой усталости
1.1.2 Влияние напряжеппо-деформировинного состояния на кинетику накопления усталостных повремсдений
1.1.3 Влияние истории нагружения на кинетику процесса усталостного разрушения металлов
1.1.4 Влияние температуры на процессы накопления повреждений при малоцикловой усталости
1.2. МОДЕЛИ И КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ
1.3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ И УЗЛОВ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
1.4. ВЫВОДЫ ИЗ ОБЗОРА
2. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СООТНОШЕНИЯ МЕХАНИКИ ПОВРЕЖДЕННОЙ СРЕДЫ (МПС) ДЛЯ ОЦЕНКИ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ
2.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПОЛОЖЕНИЯ МЕХАНИКИ ПОВРЕЖДЕННОЙ СРЕДЫ
2.2.МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕХАНИКИ ПОВРЕЖДЕННОЙ СРЕДЫ
2.2.1 Определяющие соотношения термопластичности
2.2.2. Эволюционные уравнения накопления повреждений
2.2.3. Критерий прочности повреждённого материала
2.3. АЛГОРИТМ ИНТЕГРИРОВАНИЯ ЭВОЛЮЦИОННЫХ УРАВНЕНИЙ ТЕРМОПЛАСТИЧНОСТИ И НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПО
ЗАДАННОЙ ИСТОРИИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОГО ОБЪЁМА
3. ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ СООТНОШЕНИЙ МЕХАНИКИ ПОВРЕЖДЕННОЙ СРЕДЫ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ
3.1 ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ УРАВНЕНИЙ ТЕРМОПЛАСТИЧНОСТИ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ
3.1.1. Замкнутые многозвенные траектории пропорционального и непропорционального деформирования (Р-М эксперименты)..
3.1.2. Плоские криволинейные траектории деформаций постоянной кривизны (Р-М эксперименты)
3.1.3. Анализ неизотермических процессов упругопластического деформирования металлов
3.2 ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ ЭВОЛЮЦИОННЫХ УРАВНЕНИЙ НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ
3.2.1 Численный анализ влияния средней деформации на усталостную долговечность металлов
3.2.2 Нелинейное суммирование повреждений при блочных циклических режимах нагружения
3.2.3 Численное исследование вида траектории деформирования на усталостную долговечность металлов
4. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ И УЗЛОВ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ
4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.2. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОЛОСЫ С ОТВЕРСТИЕМ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ
4.3. ОЦЕНКА УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ КОМПАКТНОГО ОБРАЗЦА С ЗАТУПЛЕННЫМ ВЫРЕЗОМ ПРИ БЛОЧНОМ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
4.4. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ПОВЕДЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОГО УЗЛА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПАТРУБКА СО СФЕРИЧЕСКОЙ ЧАСТЬЮ КРЫШКИ СОСУДА ДАВЛЕНИЯ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ
ТЕРМОСИЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

В [137] отмечается, что оценки усталостной долговечности, основанные на использовании данных по усталости при постоянных амплитудах напряжений и на правиле линейного суммирования повреждений, оказываются завышенными для историй нагружения, характеризуемым большим числом циклов напряжения сравнительно малой амплитуды и небольшим количеством циклов с большими амплитудами. В работе [37] показано, что циклы с повышенными амплитудами деформаций приводят изменению параметров кривой усталости. Это объясняется тем, что циклы с повышенной амплитудой деформаций приводят к повышению поврежденности от тех циклов амплитуд, которым соответствуют большие долговечности. Для учета этого эффекта в [137] предлагается суммировать повреждения по следующему правилу:
где п3 - число циклов напряжения с амплитудой £, ЛД - число циклов до раз-
с/ г 0,25...-0,20 - критерий разрушения.
В [129] предлагается обобщение подхода Коффина-Менсона для усталости материала на случай двухосного нагружения. Отмечается, что при обобщении одноосных испытаний на случай многоосной усталости (с сохранением направлений главных напряжений) критерий эквивалентной деформации, основанный на интенсивности деформаций, для малоцикловой усталости неприемлем. Предлагается для малоцикловой усталости новый критерий эквивалентной пластической деформации, учи-

тывающии вид напряженного состояния путем введения параметра р = —:
(1.20)

(1.21)
рушения с амплитудой 5, Бт - максимальный пик напряжений (5,„ >5).

(1.22)
где А обозначает размах соответствующих величин за цикл,