Структурная модель накопления повреждений на стадии зарождения микроскопической трещины при многоцикловой усталости

• Автор: Берендеев, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 123 с. : ил

Содержание

Введение

1. Обзор моделей накопления повреждений при многоцикловой усталости

1.1. Уравнение накопления повреждений

1.2. Полуэмпирические модели

1.3. Структурные модели

1.4. Выводы
2. Модель накопления повреждений на уровне зерна для стадии зарождения микроскопической трещины

2.1. Зарождение микротрещины. Модель

2.2. Кинетическое уравнение накопления повреждений
2.3. Зависимость напряжение - деформация
2.4. Эмпирическая зависимость напряжение - долговечность при циклическом деформировании
2.5. Определение активационных и силовых параметров циклического деформирования
2.6. Уравнение накопления повреждений
2.7. Уравнение накопления повреждений в случае асимметричного нагружения.
3. Модель накопления повреждений на макро уровне
3.1. Случай однородного напряженного состояния
3.2. Случай неоднородного напряженного состояния
3.3. Описание влияния поверхностного упрочнения
3.4. Распределение длин микроскопических трещин
4. Идентификация модели на основании экспериментальных данных и численные расчеты
4.1. Выражение критической величины накопленной микропластической деформации
4.2. Зависимость напряжение-деформация
4.3. Случай асимметричного нагружения
4.4. Масштабный эффект. Однородное напряженное состояние
4.5. Масштабный эффект. Неоднородное напряженное состояние
4.6. Кривые равной вероятности разрушения
4.7. Влияние поверхностного упрочнения

4.8. Функция распределения микроскопических трещин
Заключение
Список литературы

Введение.
В настоящее время важной является задача расчета ресурса (остаточного ресурса) конструкций и их элементов, на которые воздействуют переменные нагрузки, не приводящие к макропластичности (конструкции находятся в условиях многоциклового усталостного нагружения).
Изучению процесса многоцикловой усталости посвящено большое число экспериментальных и теоретических работ. В экспериментальных работах в основном описываются результаты усталостных исследований образцов материалов. При расчете ресурса конструкций возникает задача описания хода процесса многоцикловой усталости в их элементах. Таким образом, при решении задачи исследования ресурса конструкций, подверженных многоцикловой усталости, важным пунктом становится создание модели, описывающей процесс многоцикловой усталости в материале образца, и исследование влияния различных конструкционных факторов (масштабный эффект, технологические факторы, концентрация напряжений), наличие которых отличает элемент реальной конструкции от образца, на этот процесс.
Одним из достаточно широко распространенных средств описания механических процессов в материалах, является применение моделей накопления повреждений. Использование таких моделей удобно тем, что получаемые на их основе кинетические уравнения накопления повреждений могут быть непосредственно использованы в моделях расчета ресурса.
Классические результаты по применению моделей накопления повреждений к описанию поведения механических систем были получены Пальмгре-ном. Минер применил эти закономерности к описанию процесса многоцикловой усталости /38/. Дальнейшее развитие этот подход получил в работах Ю.Н. Работнова /57/, Л.М, Качанова /35/, Н.Т. Corten и T.J. Dollan /69, 70/, P.P. Гэт-сса /82/, С.В. Серенсена и В.П. Когаева /37/. Основной упор в перечисленных работах делался на применении нелинейных моделей, описывающих процесс усталости с использованием меры повреждения, связанной с соотношением разрушенного сечения к не разрушенному (мера Работного-Качанова). Одна-

Рис. 1.3.1.

Карбид или включение

Рис. 1.3.2.