Математическое моделирование технологических процессов, протекающих в условиях ползучести

• Автор: Терауд, Валентин Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 212 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Введение в ползучесть. Описание моделей. Обзор литературы по тематике. Обзор конечноэлементного пакета моделирования ЬзБуна.

1.1. Введение в ползучесть.

1.2. Базовые модели ползучести, при одноосном растяжении.

1.3. Описание моделей, используемых в диссертации.

1.4. Обзор методов решения и способов моделирования.

1.5. Обзор рассмотренных технологических задач.

1.6. Описание пакета программ ЛяОупа.

ГЛАВА 2. Моделирование осадки сплошных и полых цилиндров при различных подходах к решению, различных краевых условиях, различных моделях материалов. Исследование различий моделей материала. Проведение численного эксперимента. Разработка пакета программ для моделирования осадки цилиндров.
2.1. Математическая формулировка задачи.
2.2. Аналитическое решение без учета бочкообразовапия.
2.3. Численный подход МКЭ.
2.4. Численное моделирование. Обсуждение результатов
исследования.
2.5. Оценка погрешности и сходимости.
2.6. Сравнение результатов применения различных моделей
материала.
2.7. Поиск оптимальной программы нагружения.
2.8. Результаты решения прикладной задачи.
2.9. Экспериментальная верификация моделирования.
2 Пакет программ для моделирования осадки цилиндров.
2 Выводы по второй главе. 2 ГЛАВА 3. Разработка методологической, физической и
программной баз для бесконтактного метода измерений. Разработка программного комплекса i. Разработка метода и компьютерной программы для проведения экспериментов при квазистатическом напряжении. Сравнение экспериментальных данных с проведенным моделированием.
3.1. Аппаратно программный метод бесконтактных измерений.
3.2. Программная среда i.
3.2.1. Ручной редактор.
3.2.2. Автоматический редактор.
3.2.3. Вычислитель.
3.2.4. Постобработчик.
3.3. Аппаратная реализация метода.
3.4. Оценка точности и погрешности разработанного
бесконтактного метода.
3.5. Эксперименты по осадке цилиндров.
3.6. Метод квазипостоянного ншружения. Программа .
3.7. Определение физических констант в моделях материала при
помощи метода квазипостоянного нагружения.
3.8. Экспериментальная проверка проведенного моделирования.
3.9. Выводы по третьей главе.
ГЛАВА 4. Моделирование деформирования мембраны на основе предложенной новой модели. Проведение численного эксперимента. Разработка пакета программ для моделирования деформирования мембраны.
4.1. Введение.
4.2. Математическая формулировка задачи.
4.3. Стадия упругого деформирования.
4.4. Численный эксперимент.
4.5. Стадия свободного деформирования при ползучести.
4.6. Потеря устойчивости.
4.7. Численный эксперимент.
4.8. Стадия стесненного деформирования в клиновидной матрице при ползучести.
4.9. Потеря устойчивости и разрушение.
4 Численный эксперимент.
4 Пакет программ для моделирования деформации мембраны.
4 Программа упругого деформирования ирг ш.
4. Программа свободного деформирования v.
4 ПрограМхМа стесненного деформирования i.
4 Объединительный модуль 3.
4 Выводы по четвертой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В третьей стадии ползучести участок ВС скорость деформации непрерывно возрастает, пока не наступает разрушение образца точка С. Увеличение скорости деформации в третьей стадии объясняется или увеличением сг вследствие уменьшения площади поперечного сечения образца, или образованием трещин внутри образца, которые развиваются в материале в течение времени под влиянием напряжений и температуры и ослабляют образец. Из испытаний следует, что увеличение напряжения и температуры интенсифицирует процесс ползучести, скорости деформаций ползучести при этом возрастают, продолжительность второй стадии и время, необходимое для разрушения, уменьшаются. При этом I стадия вообще может отсутствовать. Базовые модели ползучести, при одноосном растяжении. Рассмотрим ползучесть образца при растяжении, при котором продолжительность I и III участков кривой ползучести относительно общего времени работы образца невелика, т. Х,. Для функции можно рассмотреть различные конкретные формы. Людвиком в г. Бейли в г. Недостаток выражения, приводящего к ненулевой скорости ползучести р при нулевом напряжении сг и вообще плохо описывающего свойства металлов при малых напряжениях, исправляет зависимость, предложенная А. Надаи в г. В последнее время для описания ползучести при растяжении широкое применение находит зависимость р, предложенная С. АЛНестериковым и М. В параметры материала, т0 минимальный уровень напряжения при котором проявляется ползучесть, предел кратковременной прочности. При этом в ряде случаев можно считать п 1. Полученное дробнолинейное соотношение при о одновременно описывает линейную ползучесть при СГ аь И высокую степень нелинейности при УТЬ. Въсг1а. Недостаток этой теории заключается в том, что деформация явно зависит от момента отсчета времени , что при изменяющемся во времени напряжении сг может привести к противоречивым результатам так, например, в случае ступенчатого изменения напряжения во времени допускается разрывность деформации. В то же время для аппроксимации кривых ползучести с учетом первых двух участков при постоянном напряжении возможно использование этой зависимости впервые уравнение теории старения было предложено Эндрейдом в г. Ц Аш В1. О
Эта теория получила большое распространение в связи с ее простотой. Наиболее простая форма теории течения предложена С. В,а. Данное уравнение, являющееся основой теории упрочнения, констатирует, что скорость ползучести не зависит явно от времени . Данное обстоятельство указывает на серьезное преимущество теории упрочнения перед другими теориями. Теория упрочнения была предложена Ю. Н. Работновым в г. РР о. В начальный момент времени г О деформация ползучести р равна нулю, и следовательно скорость ползучести 0юо, при возрастании деформация р увеличивается и скорость р уменьшается. Вслед за Ю. Н. Работновым в качестве функции тв многие исследователи обычно используют степенную функцию. Г температура, М, В, т, 2 константа материала. Описание моделей, используемых в диссертации. В диссертации при анализе ползучести в условиях сложного напряженного состояния использованы три модели материала, связывающие интенсивности напряжений тв, деформаций ползучести ри и скоростей деформаций ползучести ри и время с. Модель 1. Данная
1. Бейли в г. Ю.Н. Работнов, Л. М. Качанова , Малинина , С. А. Шестериков 1, О. В. Соснин , А. М. Локощенко , К. И. Романов , С. П. Яковлева 5, , . Следует отметить, что модель 3 введена в данной работе впервые. С.А. Шестерикова М. А. Юмашевой 1. Обзор методов решения и способов моделирования. В данной работе применяются разностные схемы для дискретизации полученных уравнений по пространственным и временным координатам при численных расчетах, конечноэлементные методы решения задач. Разностные схемы, компактные по пространственным переменным, т. В работе исследуются свойства компактных схем, построенных методом прямых. В качестве модельной задачи, на которой анализируются свойства схем, взята начальная краевая задача для линейного уравнения теплопроводности с разрывными начальными данными.