Закономерности радиационного и термоусталостного разрушения металлов

• Автор: Жаркова, Наталья Алексеевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

Введение

Г лава 1. Особенности множественного разрушения материалов при

различных видах нагружения.

1.1. Основные подходы к анализу множественного разрушения

1.2. Повреждаемость металлов при облучении.

1.3. Особенности термоусталостного разрушения

Выводы по главе 1

Глава 2. Материалы, методики испытаний и обработки данных

2.1. Материалы и методы исследования образцов, испытанных на термоусталость

2.2. Методика обработки кривых распределения дефектов по размеру.

2.3. Методика построения кинетических диаграмм радиационного распухания
Глава 3. Исследование закономерностей множественной повреждаемости материалов в условиях радиационного облучения и термоусталости.
3.1. Стадийность множественного дефектообразования.
3.2. Критерии множественной поврежденности.
3.3. Общие закономерности множественного дефектообразования
Выводы по главе 3
Глава 4. Исследование кинетических закономерностей радиационного
распухания металлов.
4.1. Автомодельность развития процесса радиационного распухания металлов
4.2. Влияние концентрации легирующих и примесных элементов
4.3. Влияние температуры облучения.
4.4. Влияние степени холодной пластической деформации и
напряжения.
Выводы по главе 4
Глава 5. Комплексное исследование механизмов и оценка характеристик термоусталостного разрушения конструкционных сталей при различных условиях термоциклирования
5.1. Результаты исследования образцов, подвергнутых
термоциклированию типа I поверхностный нагрев.
5.1.1. Стадийность и механизмы формирования и развития магистральной трещины в исследованных ферритных и аустенитных сталях
5.1.2. Результаты измерения микроскорости
5.1.3. Кинетические диаграммы термоусталостного разрушения.
5.1.4. Влияние структуры на параметры термоусталостного разрушения
5.1.5. Влияние мощности теплового потока на параметры термоусталостного разрушения
5.1.6. Влияние термоциклирования на глубину пластической зоны под изломом.
5.1.7. Общие особенности и различия термоусталостного разрушения аустенитных и ферритных сталей
5.2. Результаты исследования образцов, подвергнутых
термоциклированию типа II объемный нагрев.
5.3. Сравнение особенностей термоусталостного разрушения при поверхностном тип I и объемном тип II способах нагрева
Выводы по главе 5
Общие выводы по работе.
Литература


Рассмотренные представления об энергии активации процесса усталостного разрушения металлов и ее зависимости от напряжений и температуры являются приближенными, что свидетельствует о некотором о! Одним из важных факторов, влияющих на кинетику накопления повреждений в процессе нагружения, является вид напряженного состояния [4-]. Однако до настоящего времени еще не построены универсальные модели, адекватно описывающие процесс накопления повреждений в материалах разных классов в условиях сложного напряженного состояния, что объясняется рядом причин, среди которых следует выделить большое многообразие механизмов зарождения и роста пор в реальных конструкционных материалах в зависимости от вида напряженного состояния и исходной структуры, а также отсутствие надежных методов определения напряженного состояния материала. Учитывая большие сложности комплексного описания многих явлений при общем подходе, не теряют актуальности модели процессов деформирования и разрушения, базирующиеся на достаточно обоснованных гипотезах и допущениях. При этом очень важно установить инвариантность и границы применимости модели. Многие модели континуальной механики повреждаемости базируются на классической модели Л. М. Качанова - Ю. Н. Работнова [,]. Авторами были введены две скалярные функции: ф(1) и которые изменяются в интервалах 1>(р>0и0<со<1 и названы функциями сплошности и поврежденности соответственно. Мера повреждаемости определяется по относительной площади несплошностей, накопленных в процессе нагружения в области последующего разрушения. С[а/(1-со)]т , где С > 0; т > 1 - экспериментально определяемые коэффициенты; а -номинальное (начальное) напряжение. В начальном состоянии при отсутствии повреждений в классической, детерминированной модели, скалярная функция сплошности <р(1) равна 1 и убывает по мере накопления повреждений [,]. Оценка таких промежуточных случаев затруднена. Для учета стадийности накопления повреждений, а также для случаев параллельного протекания нескольких взаимосвязанных процессов, в [ ] вместо одной скалярной функции поврежденности Ч7 (г) (Ч^) равно нулю при отсутствии повреждений и единице в случае выработки ресурса) предложено ввести ш функций 4^(1;), каждая из которых описывает одну из стадий или один из процессов. Вместе с основным скалярным уравнением накопления повреждений с^/ск = ДЧ^) (где ДЧ^ц) функция меры повреждений и вектора нагрузок ц) они образуют общую систему относительно некоторой векторной меры ? Несмотря на некоторую ограниченность скалярного подхода, большинство известных моделей, применяемых в инженерных расчетах, основано на использовании скалярной меры. Таблица 1. Модели, базирующиеся на подходе Л. М.Качанова - Ю. Н.Работнова. Ползучесть со = В , где В, п, т, я - постоянные материала, со - параметр поврежденности Качанов Л. М., Работнов Ю. Ползучесть со = 1 - [1 - (г + 1) Полэк„ где г = ш+п, ш, п, Ь - постоянные материала, г - время, со - параметр поврежденности Бобырь Н. И., Мукоида О. Ползучесть со =в[<1±^Т, 1-й/ где А, В, п, у - постоянные материала, со - параметр поврежденности Шестериков С. Длительная прочность г = І-? Рп"‘2 . Аа; Лсг;-2п+)и где А, п, - константы статистических характеристик, о0 - критериальное растягивающее напряжение в классическом случае, (р = 1 -со - параметр сплошности Ефлов В. Длительная прочность 1 Тут Ло где А, В, Хо, 4, однородно де( вероятность состояния. Зди -ip Г-^Т Г У Зт U В2) m - постоянные, V - объем формируемого образца, со* -наступления предельно! Игнатович С. Долговечность NT = Nof—1 "(1-м, Г*'. Nq - абсцисса точки перелома кривой усталости, m - угловой коэффициент, характеризующий интенсивность роста скорости накопления повреждений при росте а, mn - показатель наклона левой ветви кривой усталости, С0| - поврежденность Сосновский J1. Усталость do 1 — = — = const, dN AN где Ф = 1 -w - функция сплошности Ерофеев В. Усталость w-Ы lCT“. J где W -повреждение, наработка, ра числа цшег оа, и аа2 a, Pi. Л П V (1+«А) - х? Рг) накопленное усталостное XI и Х2 - относительная вная отношению текущего юв к разрушающему, - амплитуда нагружения; аметры уравнения. Фомичев П.