Пластическое деформирование металлов по путям нагружения, содержащим промежуточные разгрузки

• Автор: Кузнецов, Николай Петрович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Великий Новгород
• Количество страниц: 238 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
1.1. Обзор и анализ вариантов теории пластичности
1.2. Постановка задачи
2. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ УРАВНЕНИЯ В ФОРМЕ, ПРИСПОСОБЛЕННОЙ ДЛЯ АНАЛИЗА
2.1. Геометрическая интерпретация тензорных соотношений
2.2. Применение структурной модели для описания пластического деформирования при двухосном нагружении
2.3. Уравнения многоповерхностной модели с одной активной поверхностью равных пластических податливостей
3. УСТАНОВКА, ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ
3 .1 Установка для испытания материалов в условиях объёмного напряжённого состояния
3.1.1 Камера высокого давления
3.1.2. Захваты для образцов
3.1.3. Герметизация камеры высокого давления
3.1.4. Источники давления
3.1.5. Соединительные трубопроводы
3.2. Образцы для испытаний
3.3. Методика проведения опытов
3.3.1. Расчетные формулы
3.3.2. Методика нагружения
3.3.3. Проведение опытов, измерение давлений и текущих размеров образцов
4. ПРОГРАММА ИСПЫТАНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛЕЙ
4.1. Программа испытаний
4.1.1. Определение характеристик материала
4.1.2. Испытания при пропорциональных путях нагружения
4.1.3. Опыты для определения параметров используемых моделей пластичности
4.1.4. Опыты для изучения деформирования при сложных путях циклического нагружения
4.2. Определение параметров используемых моделей пластичности
4.2.1.Определение параметров структурной модели
4.2.2. Определение параметров для многоповерхностной теории пластичности с одной активной поверхностью нагружения
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ И СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
5.1. Результаты, полученные при “повторно-пропорциональных ” путях нагружения
5.2. Сопоставительный анализ результатов, полученных при сложных путях нагружения
5.3. Сопоставительный анализ результатов расчётов с данными опытов по сложному нагружению, известными из литературных источников
5.4. Модель энергетической оценки усталостной прочности в условиях сложного неоднородного напряженного состояния
5.4.1. Применение модели вычисления повреждений для малоцикловой усталости в случае сложного напряженного состояния ]
5.4.2. Исследование прочности при нескольких циклах нагружения
5.4.3. Вычисление работ деформирования
5.4.4. Расчёт по рассматриваемой модели составляющих повреждённости
5.5. Использование полученных результатов при расчёте конструкций
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Проблема описания пластического деформирования металлов при сложных путях нагружения, содержащих разгрузки, приобретает всё большую важность в связи с необходимостью расчёта сложных объектов ЕЭС, АЭС, ТЭЦ, специальных конструкций и т.п., подверженных упругопластическим колебаниям, которые вызваны нестационарным возбуждением (аварийные режимы работы, сейсмическое воздействие, подрыв боевых зарядов). Расчёт таких колебаний связан с трудностями, обусловленными нелинейностью и неоднозначностью зависимости напряжений от деформаций.
Особые сложности при расчёте объектов возникают в случае нестационарного ударного воздействия, содержащего высокочастотные составляющие, так как при этом число частичных разгрузок значительно возрастает. Для оценки прочности при подобного рода воздействиях необходимо достаточно точно определять остаточные деформации и энергию, затрачиваемую на неупругое деформирование элементов конструкций.
В указанных условиях оказываются неприменимыми широко распространённые теория малых упругопластических деформаций и простейшие варианты теории пластического течения, так как они не предсказывают развития пластических деформаций при напряжённых состояниях с интенсивностями напряжений о; меньшими, чем достигавшаяся в процессе предшествующего нагружения о,о- В то же время известно, что на путях нагружения с а,< а,о могут накапливаться значительные остаточные деформации, происходить рассеяние энергии и в связи с этим возможно разрушение материала от малоцикловой усталости. Возможность прогнозирования развития пластических деформаций на таких путях нагружения дают теории, основанные на моделях изотропнокинематического упрочнения, а также эндохронная теория. Однако математический аппарат, предлагаемый ими ещё более сложен.
В связи со всем сказанным понятна необходимость поиска новых зависимостей, связывающих напряжения и деформации при сложном нагружении с частичными и полными разгрузками.

рым конечным участком траектории непосредственно перед рассматриваемой точкой. Длина этого участка называется следом запаздывания й, который соответственно характеризует “память” материала.
Запаздывание векторных свойств фиксировали Хоэнемзер и Прагер [79] в 1932 году. Первые систематические исследования этого явления выполнены в работах В.С.Ленского [13, 50, 51]. Позднее в целом ряде экспериментальных работ для различных путей нагружения и разнообразных металлов было исследовано явление запаздывания векторных свойств.
Экспериментальной проверке принципа запаздывания скалярных свойств, выдвинутого В.С.Ленским [13, 50, 51], посвящено меньшее количество работ. Если для двухзвенных траекторий этот принцип, в общем, выполняется, то для более сложных процессов (в том числе циклических) исследование скалярных свойств является актуальной проблемой в теории упругопластических процессов [13].
Принцип запаздывания даёт возможность классифицировать траектории деформаций: траектории средней кривизны Хх 1, малой кривизны
Х < к ', большой кривизны Х > ', нулевой кривизны Х ~ 0, которая соответствует простому или локально простому нагружению. Кроме того, выделяют траектории мгновенной кривизны » /г 1 (—>- о° в точках излома) и
очень малой сен-венановской кривизны - Х « '
Приведённая классификация для пространственных траекторий требует
оценки не только кривизны, но и кручения. Если крутка Хг <<; , то [24] такую траекторию называют траекторией малого кручения и произвольной кривизны. Кроме того, отдельно рассматриваются многозвенные пространственные траектории.
Для практического использования разработаны, исходя из общей теории упругопластических процессов, упрощённые варианты определяющих соотношений. Они подразделяются на две группы: первые из них содержат теории,