Оценка ресурса судовых конструкций в условиях циклического нагружения

• Автор: Аносов, Анатолий Петрович
• Шифр специальности: 05.08.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 371 с. : ил.

1. АНАЛИЗ УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
1Л. Усталостные повреждения корпусных конструкций от
участия в общем изгибе
1.2. Анализ повреждений от волновой вибрации
1.3. Анализ повреждений, вызванных местной вибрацией корпусных конструкций
2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАЛОСТИ МАТЕРИАЛОВ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
2.1. Необратимые затраты энергии при деформировании
материала и уровень его поврежденности
2.2. Механизм накопления усталостных повреждений на
начальных стадиях многоцикловой усталости
2.3. Исследование особенностей процесса накопления усталостных повреждений судостроительных сталей вихретоковым методом
2.4. Методы исследования необратимых затрат энергии при циклическом деформировании
2.5. Фазометрический метод исследования необратимых затрат энергии при циклическом деформировании
2.6. Векторные диаграммы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ СУДОСТРОИТЕЛЬНЫХ СТАЛЕЙ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
3.1. Исследование параметров упругопластического деформирования
судостроительных сталей при многоцикловой усталости
3.2. Исследование теплового эффекта циклических деформаций судостроительных сталей
3.3. Методика исследования необратимых затрат энергии при циклическом деформировании при различных видах напряженного состояния
3.4. Результаты исследования необратимых затрат энергии при циклическом деформировании судостроительных сталей
3.5. Исследование циклической трещиностойкости низколегированной стали 10ХСНД
3.6. Линеаризация зависимостей фазового сдвига от уровня деформации для судостроительных сталей
4. ОЦЕНКА ПОВРЕЖДЕННОСТИ И КРИТЕРИИ ПРОЧНОСТИ СУДОСТРОИТЕЛЬНЫХ СТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Критерий циклической прочности судостроительных сталей в условиях плоского напряженного состояния. Оценка поврежденности
4.2. Критерий циклической прочности судостроительных сталей
при изгибе
5. МОДЕЛЬ ВЯЗКОУПРУГОГО ТЕЛА ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ ДЕФОР
МИРОВАНИИ В ОБЛАСТИ МНОГОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ ДЛЯ СУДОСТРОИТЕЛЬНЫХ СТАЛЕЙ
5.1. Анализ известных моделей вязкоупругого тела
5.2. Анализ уравнений деформирования простейших механических моделей вязкоупругого тела
5.3. Анализ решения дифференциального уравнения стандартного линейного твердого тела (СЛТТ)
5.4. Определение параметров упругости и вязкости
трехпараметрической модели твердого тела (СЛТТ)
5.5. Анализ результатов определения параметров
стандартного линейного твердого тела (СЛТТ)
5.6. Некоторые замечания по поводу формы петли динамического гистерезиса
5.7. Дифференциальное уравнение деформирования для четырехпараметрической модели твердого тела и его решение
5.8. Определение параметров упругости и вязкости четырехпараметрической модели твердого тела
6. ЗАДАЧА УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ В НЕЛИНЕЙНОЙ ПОСТАНОВКЕ
6.1. Постановка задачи
6.2. Определение площади петли гистерезиса при синусоидальном изменении нагрузки и представлении деформации в виде тригонометрического ряда
6.3. Определение фазового сдвига между напряжением и деформацией при сложногармоническом нагружении
6.4. Определение параметров вязкости материала
6.5. Решение нелинейного дифференциального уравнения циклического деформирования методом конечных разностей.
Анализ результатов
6.6. Решение нелинейного дифференциального уравнения циклического деформирования методом Бубнова-Галеркина.
Анализ результатов
6.7. Решение нелинейного дифференциального уравнения циклического деформирования при более сложных видах зависимости вязкости от деформации
7. ОЦЕНКА ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ СУДОСТРОИТЕЛЬНЫХ
Таким образом, приведенные в таблице 2.1.1 данные подтверждают основное положение структурно-энергетической теории о том, что факт разрушения обуславливается лишь величиной критической плотности внутренней энергии в материале вне зависимости от способа ее сообщения, а тот или иной уровень поврежденности определяется количеством накопленной энергии.
2.2. МЕХАНИЗМ НАКОПЛЕНИЯ УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ НА НАЧАЛЬНЫХ СТАДИЯХ МНОГОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ
Детальное и всестороннее исследование механизма усталостного разрушения выполнено в работе [10]. Работа написана на основе собственных исследований авторов, а также исчерпывающего обзора всего сделанного в этой области к моменту ее выхода из печати. Анализ работы [10] в аспекте проводимого исследования акцентирует внимание на следующих особенностях процесса накопления усталостных повреждений: на его многостадийности, дискретности и смене механизмов накопления повреждений при изменении условий деформирования, в частности, при изменении уровня напряжения.
Реальные металлы представляют собой поликристаллы в виде ансамблей монокристаллов (зерен). Кристаллографические плоскости отдельных монокристаллов по отношению друг к другу, а значит и к возможному направлению действия напряжения расположены в поликристалле хаотично, что в свою очередь определяет изотропность реальных металлов. В соответствии с [24] 20-30% от общего объема зерен имеет благоприятную ориентировку для возникновения пластической деформации при относительно низких циклических напряжениях (фактор Шмидта). Кроме того, отдельный монокристалл по строению не является идеальным, т.е. содержит микродефекты в виде различного рода дислокаций и вакансий, которые являются источниками и концентраторами напряжений. Размеры монокристаллов различны и величина их зависит от условий