Упругопластическое деформирование материалов, обладающих дополнительным упрочнением при непропорциональном циклическом нагружении

• Автор: Титарев, Иван Алексеевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 101 с. : ил.

ГЛАВА 1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

• МАТЕРИАЛОВ, ОБЛАДАЮЩИХ ЭФФЕКТОМ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО УПРОЧНЕНИЯ ПРИ НЕПРОПОРЦИОНАЛЬНОМ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

§ 1. Краткий анализ эффекта. Обзор теорий

§ 2. Выбор параметра непропорциональности

§ 3. Основные положения и уравнения варианта теории

• упругопластического деформирования материалов,

обладающих эффектом дополнительного упрочнения

§ 4. Расчетно-экспериментальный метод определения

материальных функций

§ 5. Определение материальных функций нержавеющих
сталей 316 и
• ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПРИ НЕПРОПОЦИОНАЛЬНЫХ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАГРУЖЕНИЯХ
§ 1. Дополнительное упрочнение стали 316 при
непропорциональных циклических нагружениях

§ 2. Дополнительное упрочнение и разупрочнение стали 316 при непропорциональных и пропорциональных
циклических нагружениях
§ 3. Разрушение стали 304 при пропорциональных и
непропорциональных циклических нагружениях
§ 4. Упругопластическое деформирование стали 316 при
ортогональных циклических нагружениях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
За последние десятилетия разработаны различные определяющие уравнения термовязкопластичности с целью более точного моделирования механического поведения материалов. Это вызвано главным образом повышением рабочих параметров современных машин и аппаратов, снижением металллоемкости конструкций, безопасностью и надежностью элементов конструкций, работающих в экстремальных условиях нагружения. Такие нагружения имеют место в авиационной и ракетно-космической технике, ядерной энергетике и других отраслях современной техники.
Развитие теории пластичности и разработка определяющих уравнений до восьмидесятых годов прошлого столетия шли “спокойным эволюционным путем” [25]. Неожиданности начались тогда, когда при экспериментальных исследованиях [30,31,38,46-50,55-63] сложного (непропорционального) циклического нагружения некоторых нержавеющих сталей было обнаружено весьма сильное упрочнение - более чем в два раза по сравнению с упрочнением при пропорциональном циклическом нагружении. Это явление, названное эффектом дополнительного изотропного упрочнения, не описывалось ни одной теорией.
Впервые описание этого эффекта было предпринято Беналлалом и Марки [46-49] в рамках модели Шабоши [51,52]. Дальнейшее развитие этого подхода содержится в работах [1,22,26,27,32-34]. Но в каждой работе параметр, реагирующий на степень непропорциональности (сложности) нагружения, был различным. Определенные соображения о параметрах непропорциональности приводятся в работе [25], а обоснование выбора параметра непропорциональности предпринято в работе [34].
В настоящее время проблема выбора адекватного параметра непропорциональности и разработки с учетом этого параметра определяющих уравнений упругопластического деформирования и накопления повреждений (разрушения) при сложных (непропорциональных)

Заменяя также разности значений радиуса поверхности нагружения па
разности соответствующих интенсивностей напряжений, можно получить следующие формулы:
функции) при £Рич = <>2
Значения параметров дополнительного изотропного упрочнения и разупрочнения, полученные на основе уравнений (1.71) - (1.74) и формул (1.66),(1.67), являются их первым приближением. Для уточнения их значений проводятся расчеты на основе уравнений теории пластичности с учетом дополнительного упрочнения и параметры корректируются до необходимого совпадения результатов расчета с экспериментальными результатами на этапах второго испытания. На втором этапе корректируются б?, и d,, а на третьем этапе - О0 и d0.
Для определения энергии разрушения как функции параметра непропорциональности проводятся испытания по траектории деформаций в виде окружностей вплоть до разрушения и получается зависимость числа циклов разрушения от радиуса окружности. Далее проводятся расчеты на основе уравнений варианта теории упругопластнческого деформирования с учетом эффекта дополнительного упрочнения и подбираются значения энергии разрушения до совпадения расчетного и экспериментального числа циклов до разрушения. В результате получается зависимость энергии разрушения от параметра непропорциональности WA =Wa(A).
Из уравнения (1.51) следует, что
(1.66)
(1.67)
Здесь - значение функции изотропного упрочнения (материальной
1Va{a)=IV0-{W0-U)A.
(1.68)