Прикладной вариант теории упругопластических процессов и накопления повреждений материалов

• Автор: Семенов, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР ТЕОРИЙ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ И НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Варианты теории пластического течения при комбинированном упрочнении
1.2. Варианты теории упругопластических процессов
1.3. Кинетические уравнения накопления повреждений
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ И НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ
2.1. Прикладной вариант теории упругопластических процессов
2.2. Базовый эксперимент и метод идентификации материальных функций
2.3. Материальные функции некоторых конструкционных сталей
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ И НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Сложное нагружение по плоским траекториям деформаций
3.2. Сложное нагружение по пространственным траекториям деформаций
3.3. Нелинейные процессы накопления повреждений при циклических нагружениях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Увеличение рабочих параметров современных машин и аппаратов приводит к возрастанию напряженности конструкций. Реальные процессы нагружения таких конструкций приводят к тому, что в материале конструкций возникают пластические деформации в условиях сложного (непропорционального) нагружения. Необходимость расчета кинетики полей напряжений и деформаций, а также оценки выработанного' и прогнозирования остаточного ресурса при произвольно изменяющихся нагрузках ставит актуальную задачу математического моделирования процессов упругопластического поведения и накопления повреждений при произвольном сложном нагружении.
Вопросам построения математических моделей в теории пластичности посвящено большое количество работ. Основные направления построения моделей и обширную библиографию по этому вопросу можно найти в монографиях, обзорах и отдельных работах A.A. Илыошина [44, 83-90],
A.Ю. Ишлинского [91, 92], В.В. Новожилова [95-98, 131], B.C. Ленского [90, 111-117], И.А. Биргера [7, 146], B.C. Бондаря [8-31], P.A. Васина [32-45],
B.Г. Зубчанинова [65-82], Ю.И. Кадашевича [93-98], Л.М. Качанова [103], И.В. Кнетса [104], Ю.Г. Коротких [99, 107, 108], H.H. Малинина [118], В.И. Малого [119-123], Ю.М. Темиса [62], Ж. Бессона, Ж. Каето, Ж.-Л. Шабоши, С. Фореста [6], Ж. Леметри, В. Ольшака, 3. Мруза, П. Пежины [133, 138, 160] и многих других ученых.
Экспериментальному исследованию упругопластического поведения материалов при сложном нагружении посвящены работы B.C. Ленского [112, 114, 115, 117], А.М. Жукова [63, 64], A.C. Вавакина [32-34], P.A. Васина [32, 33, 39, 43, 45], Дао Зуй Бика [59], В.П. Дегтярева [60], В.Г. Зубчанинова [1-3, 77-82], И.М. Коровина [105, 106], A.A. Лебедева [110, 141], Н.Л. Охлопкова [1-3, 79-82, 135-137], Г.С. Писаренко [141], A.B. Муравлева [128], Р.И. Широва [33, 45, 150], O.A. Шишмарева [151], Беналлала [4], К. Кавашимы

[163, 164], Марки [4], С. Мураками [174, 175], И. Охаши [134, 162-170], Д. Соси [145], Е. Танаки [165, 166, 168, 173-175], М. Токуды [167-170] и др.
Наибольшее распространение в практических расчетах нашли дифференциальные теории: теория упругопластических процессов
A.A. Ильюшина и теории пластического течения при комбинированном (трансляционно-изотропном) упрочнении, базирующиеся на концепции микронапряжений В.В. Новожилова.
Частные варианты теории упругопластических процессов разработаны
A.A. Ильюшиным [44, 84, 88, 90], B.C. Ленским [111, 113, 116], P.A. Васиным [35, 38-41, 43, 44], Л.А. Толоконниковым, A.A. Маркиным [125, 147],
B.Г. Зубчаниновым [67, 68, 71-75, 77], В.И. Малым [119-123], Дао Зуй Биком [56-58], И.М. Коровиным [105, 106], A.C. Кравчуком [109], И.Н. Молодцовым [126, 127], В.А. Пелешко [139, 140], П.В. Трусовым [148, 149], И. Охаши [162] и др.
Начало теориям пластического течения при комбинированном упрочнении положено А.Ю. Ишлинским [91, 92], В. Прагером и Ф.Г. Ходжем [142], Ю.И. Кадашевичем и В.В. Новожиловым [97, 98]. Дальнейшее развитие этих теорий дано В.В. Новожиловым [95, 96, 131], Ю.И. Кадашевичем [93-98], И.А. Биргером [7, 146], B.C. Бондарем [8-16, 19, 21, 23, 157], Ю.Г. Коротких [46-50, 107, 108], И.В. Демьянушко [61, 62, 146], Ю.М. Темисом [62], Б.Ф. Шорром [146], Ж. Бакхаузом [153], 3. Мрузом [161], X. Циглером [176], Ж. Леметри [160], Ж. Бессоном, Ж. Каето, Ж.-Л. Шабоши, С. Форестом [6] и др.
Из теорий течения одной из достаточно экспериментально обоснованных является теория упругопластического деформирования [19, 23], являющаяся частным вариантом теории неупругости B.C. Бондаря [8-11], которая прошла [12, 14, 16, 18, 19, 23] обширную верификацию (обоснование достоверности) на широком спектре конструкционных сталей и сплавов и экспериментальных программ сложного нагружения.

Далее на кривой деформирования (рис. 2.2) определяется упругая область, размер которой есть Св{0), по пределу пропорциональности или по пределу с каким-либо минимальным допуском, а затем выделяется кривая упрочнения a{s), на основе которой определяется функция изотропного упрочнения
с в (s) = С в (0) + er(s) -EAs-aA[ 1 - ехр(- ЪА j)]. (2.35)

Функция изотропного упрочнения при больших значениях длины дуги деформирования определяется на основе размера упругой области на циклической диаграмме.