Решение задач прочности элементов конструкций при пластическом разупрочнении материала

• Автор: Адеянов, Игорь Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Расчетные методы исследования пластичности конструкции при разупрочнении
1.1. Обзор методов описания процессов деформирования разупрочняющихся сред и способов решения краевой задачи
1.2. Распараллеливание решений краевых задач нелинейной пластичности

Выводы по разделу
2. Разработка основных положений метода распараллеливания решений задач пластичности при разупрочнении
2.1. Система уравнений краевой задачи пластического разупрочнения, использующая концепцию эквивалентной неповрежденной среды
2.2. Построение аппроксимирующей обобщенной модели пластичности тел
при разупрочнении материала
Выводы по разделу
3. Построение, анализ, оптимизация и реализация численных процедур решения задач прочности при пластическом разупрочнении'материала
3.1. Разработка алгоритмов
3.1.1. Алгоритм решения задачи прочности при пластическом разупрочнении без распараллеливания
3.1.2. Алгоритм параллельного решения при пластическом разупрочнении задачи прочности в случае степенной диаграммы «приведенное напряжение - деформация»
3.1.3. Алгоритм параллельного решения задач прочности при пластическом разупрочнении в случае произвольной диаграммы «приведенное напряжение - деформация»
3.2. Численная реализация разработанных процедур
3.2.1. Цилиндрический образец с прямоугольными выточками
3.2.2. Неоднородный плоский стержень
3.2.3. Полоса с односторонней выточкой
3.2.4. Полоса с двумя выточками
3.2.5. Пластина с острой выточкой - двухуровневое моделирование
3.3. Анализ временных затрат и эффективности параллельной реализации
3.4. Исследование несущей способности втулки-сепаратора опоры
бурового долота 215,9 М3-ГАУ-Я544
Выводы по разделу
Заключение
Список использованных источников и литературы

Введение
Основные направления технического прогресса в энергетике, машиностроении, авиационной и космической технике, добыче, транспортировке и переработке нефти и газа связаны с постоянным повышением уровня рабочих нагрузок и более полным использованием ресурса несущей способности материалов и конструкций, которая во многих случаях определяется процессами, связанными с накоплением повреждаемости и разупрочнением материала.
Большой вклад в становление теории связанных процессов деформирования и повреждаемости и развитие методов их использования при решении прикладных задач обеспечения надежности и безопасности машин внесли работы российских и зарубежных ученых A.A. Ильюшина, Л.М. Качанова, Б.Е. Победри, Ю.А. Работнова, В.В. Стружанова, В.П. Радченко, Ю.П. Самарина, Р. Энгелена, М. Джирса, П.М.А. Ареяса и других.
За последние годы получены важные теоретические результаты в области создания определяющих уравнений пластичности материалов с разупрочнением. На основе моделей нелокальной пластичности интегрального вида были разработаны градиентные методы, обобщающие локальную теорию пластичности путем включения в уравнения производных перемещений высокого порядка.
Вместе с тем, можно отметить, что введение теории пластического разупрочнения в практику разработки новой техники происходит медленно. Это объясняется отсутствием эффективных алгоритмов решения соответствующих краевых задач.
Таким образом, актуальность создания новой методики решения задач прочности конструкций при пластическом разупрочнении материала обуславливается как достигнутыми существенными теоретическими результатами в создании моделей поведения таких материалов, так и важностью решения соответствующих прикладных задач в инженерной практике.

В работе [19] разработан метод параллельного решения связанной задачи установившейся ползучести и стационарной теплопроводности на основе декомпозиции конструкции и использования приближённых нелинейных обобщённых моделей деформирования подконструкций. Предложенный итерационный алгоритм решения задачи термосвязанной установившейся ползучести состоит из четырёх основных этапов. В течение первого этапа производится декомпозиция конструкции и решается глобальная упругая задача. Определяется вектор узловых перемещений ив на интерфейсе. На втором этапе решается глобальная задача стационарной теплопроводности при заданных граничных условиях и объёмном тепловыделении, равном мощности неупругого деформирования. Результат второго этапа — глобальный вектор узловых температур. На третьем этапе с помощью параллельных процессоров выполняется локальный нелинейный анализ каждой подконструкции. Четвёртый этап - глобальный нелинейный анализ установившейся ползучести конструкции с использованием аппроксимирующих нелинейных обобщённых моделей подконструкций. В качестве обобщённых сил и обобщенных скоростей подконструкций рассматриваются узловые силы и узловые скорости на интерфейсе. Далее циклически повторяются третий и затем четвёртый этапы до сходимости узловых скоростей на интерфейсе.
На основе этого алгоритма создана программа, с помощью которой решен ряд термосвязанных задач установившейся ползучести. В качестве одного из примеров численной реализации связанной задачи приведены результаты расчётов связанных процессов установившейся ползучести и стационарной теплопроводности консольно закреплённой плоской балки с двумя цилиндрическими вырезами при действии изгибающего момента на свободном торце. Уравнение ползучести имеет вид: