Трещиностойкость порошковых структурно-неоднородных материалов на основе железа

• Автор: Федотов, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 188 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

I. ПОСТАНОВКА КРАЕВЫХ ЗАДАЧ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Основные уравнения деформирования и разрушения структурно-неоднородных тел

1.2. Основные типы и модели поведения трещин в твёрдых

телах и элементах конструкции

1.3. Микромеханика разрушения и сопротивления росту

трещин структурно-неоднородных материалов

Выводы по разделу

II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И СПЛАВОВ
2Л. Постановка эксперимента на вязкость разрушения для
порошковых структурно-неоднородных материалов
2.2. Методика расчета на трещиностойкость экспериментальных исследований порошковых материалов с трещиной
2.3. Экспериментальное исследование влияния остаточной пористости на трещиностойкость низколегированных порошковых сталей
Выводы по разделу
III. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ТРЕЩИНАМИ
3.1. Анализ напряженно-деформированного состояния в
образцах с концентраторами напряжений
3.2. Расчет структурных напряжений в порошковых
материалах при макронеоднородном нагружении
3.3. Прогнозирование эффективных характеристик трещиностойкости неоднородных порошковых материалов
3.4. Сопоставление данных эксперимента и результатов моделирования
трещиностойкости спеченных материалов
Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
с1! V —элементарный объем первого порядка малости; с1 V —элементарный объем второго порядка малости;
* { <мг, ) — тензор макронапряжений;
£»(г) — тензор макродеформаций;
а1{', ) —тензор микронапряжений;
Ч/Й — тензор микродеформаций;
— инвариантные меры тензора микроповреждений со;
С1У1 — критические значения мер М^, при достижении
происходит разрушение типа у ;
qi{xs) —плотность заданных поверхностных сил;
Ну— внешняя единичная нормаль к поверхности 5' тела V;
г—радиус-вектор;
(7,- —тензор перемещений;
и^]— перемещения заданные на части поверхности 5 (У/) тела V;
С>1 ■— поверхностные нагрузки, заданные на части поверхности У (УД
тела V;
Сдтпу) — тензор структурных модулей упругости в отсутствие микроповреждений;
60]тп[<Тіі’г) — тензор микроповреждений, зависящий от инвариантов тензора микронапряжений сгк;
Іутп — единичный тензор четвертого ранга;
<1 уазр — изотропный тензор четвертого ранга, зависящий от модулей упругости среды сравнения с однородными свойствами;

где сГу(г) —тензор микронапряжений; (г| -—тензор микродеформаций;
— инвариантные меры тензора микроповреждений со;
с(г) _
критические значения мер при достижении которых происходит
разрушение типа у; д,(х3) -—- плотность заданных поверхностных сил; — внешняя единичная нормаль к поверхности 5тела V; ег* (V) — тензор
макронапряжений; г — радиус-вектор.
Формула (1.1.4) указывает, что граничные условия краевой задачи задаются в виде плотности поверхностных сил на всей поверхности 5 тела
V. Однако в ряде случаев на части поверхности 5 (5/) тела V заданы
перемещения и^, а на другой части поверхности 5 (5г) тела V заданы
поверхностные нагрузки О; ’ (рис. 1.2). Граничные условия для тела V в этом случае записываются в виде:
£/,р)и =с/р° (1.1.6)
2=^2)(Г) (1Л-7)
В работах [72, 133] показано, что при описании структурного разрушения упругохрупких материалов можно ограничится введением в определяющие соотношения, связывающие компоненты тензоров микронапряжений а у и микродеформаций є у, наряду с тензором
структурных модулей упругости Сут„, тензора микроповреждений
со 1рп11{ак,г), зависящего от условий нагружения:
<Гу(г) ~ Сутп ~~ ^ рц (1.1.8)
где Іі]тп = -{дітд]п + діп5]т} — единичный тензор четвертого ранга; 6у

единичный тензор второго ранга; сгА— инвариант тензора напряжений; 0/«п(г) — тензор структурных модулей упругости в отсутствие