Разработка модели виброползучести конструкционных материалов с использованием метода разделения деформаций

• Автор: Горелов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. Аналитический обзор и постановка задач исследования
1.1 Влияние циклической составляющей напряжения на ползучесть конструкционных материалов
1.2. Анализ моделей, описывающих виброползучесть конструкционных материалов
1.3. Постановка задач исследования
2. Разработка модели виброползучести конструкционных материалов
2.1. Методика построения модели виброползучести конструкционных материалов
2.2. Методика экспериментального исследования виброползучести жаропрочного сплава ЭП693 и алюминиевых сплавов Д16Т, АК4-1Т1
2.3. Построение модели виброползучести жаропрочного сплава ЭП693 и алюминиевых сплавов Д16Т, АК4-1Т1 по результатам натурного эксперимента
2.4. Выводы
3. Влияние величины циклической составляющей напряжения на длительную прочность алюминиевых сплавов Д16Т и АК4-1Т1
3.1. Прогнозирование времени до разрушения с помощью разработанных моделей виброползучести
3.2. Исследование влияния величины циклической составляющей напряжения на длительную прочность алюминиевых сплавов Д16Т и АК4-1Т1
3.3. Выводы
4. Применение моделей виброползучести для расчета остаточного ресурса работоспособности легкосплавных бурильных труб (ЛБТ)

4.1. Температурно-силовые режимы эксплуатации бурильной колонны в сверхглубокой скважине
4.2. Определение критических температур смены критериев работоспособности и расчета ЛЕТ
4.3. Методика расчета остаточного ресурса ЛБТ, эксплуатирующихся при повышенных температурах и вибрационных нагрузках
4.4. Выводы
5. Заключение
Библиографический список
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Рост рабочих параметров и, соответственно, нагруженности деталей машин, работающих в режиме ползучести при нестационарном температурно-силовом воздействии, требует наиболее полного использования прочностных и деформационных свойств материала конструкции. Это делает необходимым дальнейшее совершенствование расчетных методов, и в частности определяющих соотношений, связывающих внешние температурно-силовые воздействия и деформационные свойства материала, в направлении учета в них реальных условий работы деталей. Построение таких определяющих соотношений является важным направлением научных исследований механики деформируемого твердого тела.
Реальные условия работы деталей машин сопровождаются вибрационным фоном (вибронагрузкой), который в расчетах часто не учитывается, хотя по известным литературным данным, существенно влияет на накопление деформаций ползучести, а следовательно, и на долговечность конструкции. Поэтому проблема учета в расчетах вибронагрузки в условиях повышенных температур, имеет большой научный и практический интерес.
В частности, необходимо уметь описывать влияние амплитуды и частоты циклической составляющей напряжения на накопление деформаций ползучести. Для описания этого процесса в условиях нестационарного воздействия температурно-силовых факторов ряд авторов применяют такие определения как циклическая ползучесть [13, 12, 9], динамическая
ползучесть [37, 60, 77], и виброползучесть [43, 41].
Явление ползучести при совместном воздействии статического ат и циклического напряжения оа в настоящей работе определяется как виброползучесть. Это предполагает, что частота изменения оа 10Гц, а

Для испытаний материалов при различных сочетаниях статических и циклических нагрузок применяют специальные испытательные машины. По типу приложения циклической составляющей нагрузки на образец их можно условно разделить на три категории. Это установки с механическим [13], гидравлическим [84] и электромагнитным [44] силовозбуждением. Недостатками машин с механическим и гидравлическим силовозбуждением являются ограниченность частотного диапазона, большие габариты, большая стоимость, сложность конструкции и управления ходом испытаний. В отличие от них установки с электромагнитным силовозбуждением лишены этих недостатков. Кроме того, при использовании электромагнитного привода имеется возможность плавного регулирования амплитуды и частоты циклической составляющей нагрузки, отсутствуют трущиеся пары, относительно небольшое энергопотребление и габариты вибратора. Имеется возможность управления ходом испытаний при помощи ЭВМ.
0 15.о
Рис. 2.3. Образец для испытаний