Разработка и применение теории ползучести и длительной прочности энергетического типа для оценки ресурса элементов конструкций

• Автор: Симонов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 185 с. : ил

Введение
СОДЕРЖАНИЕ

1. Анали тический обзор и постановка задачи
2. Реологическая модель неупругого деформирования и разрушения материалов при совместном действии статических и циклических нагрузок
3. Разработка автоматизированной системы построения моделей неупругого деформирования и разрушения материалов на основе методов непараметрического выравнивания экспериментальных данных
3.1. Постановка задачи
3.2. Идентификация параметров модели неупругого деформирования и разрушения материалов при квазистатических режимах нагружения
3.2.1. Обработка экспериментальных данных по ползучести материалов при квазистатическом режиме нагружения и выделение стадий ползучести
3.2.2. Вычисление параметров первой стадии ползучести с применением метода непараметрического выравнивания
3.2.3. Идентификация параметров для деформации пластичности
3.2.4. Методика идентификации параметров для описания третьей стадии ползучести
3.3. Построение модели неупругого деформирования и разрушения материалов при совместном действии статических и циклических нагрузок
3.4. Применение метода выделения стадий к исследованию процесса разрушения материала при ползучести
4. Построение стохастических моделей неупругого деформирования и разрушения материалов при ползучести
4.1. Постановка задачи

4.2. Стохастическая модель одноосной ползучести и длительной прочности в условиях квазистатического нагружения
4.3. Проверка адекватности стохастической модели одноосной ползучести и длительной прочности в условиях квазистатического нагружения на основе метода статистических испытаний
4.4. Стохастическая модель ползучести и длительной прочности при сложном напряженном состоянии в условиях квазистатического нагружения
4.5. Решение стохастической краевой задачи для толстостенной трубы
под действием внутреннего давления в условиях ползучести
5. Прогнозирование индивидуального ресурса элементов конструкций по деформационным и катастрофическим критериям отказа в условиях ползучести
5.1. Построение стохастических уравнений для прогнозирования индивидуальных деформационных свойств и разрушения элементов конструкции
5.2 Основные оценки параметров случайного поля
5.3 Методы индивидуального прогнозирования деформационных свойств и разрушения элементов конструкций при наличии трех стадий ползучести
5.3.1 Разработка модели для индивидуального прогнозирования деформационных свойств и разрушения элементов конструкций на основе определяющих соотношений и проверка ее адекватности
5.3.2. Прогнозирование индивидуальной надежности на стадии эксплуатации по изделию-лидеру
5.3.3. Априорное индивидуальное прогнозирование на третьей стадии ползучести
Заключение
Список использованных источников и литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Проблема увеличения ресурсов элементов конструкций со сложными реологическими свойствами материала является центральной для современного общего, энергетического и аэрокосмического машиностроения. В этом плане задачи, стоящие перед современным машиностроением и соответствующими отраслями науки, требуют новых представлений о прочности, разрушении, методах оценки ресурса как на стадии проектирования (назначенный ресурс), так и на стадии эксплуатации (остаточный ресурс), поскольку использование традиционных подходов приводит к необоснованно высоким запасам прочности, увеличению материалоемкости изделий, существенному их удорожанию. Актуальность исследований предельного ресурса оборудования (особенно энергетического и авиационного) обусловлено прежде всего неуклонным возрастанием доли элементов конструкций, отработавших расчетный или нормативный срок службы. К тому же задача усложняется наличием большого разброса механических характеристик материала в процессе ползучести, а также сложным спектром внешних воздействий, составляющих, как правило, комбинацию квазистатических и циклических нагрузок.
Очевидно, что в этом плане требуются неклассические подходы решения соответствующих краевых задач для оценки предельного ресурса элементов конструкций со сложной реологией и процессами разупрочнения материала как по параметрическим (достижение предельного значения деформацией, перемещением и т.д.), так и по катастрофическим (локальное разрушение материала) критериям отказа.
В этом направлении развитие механики деформируемого твердого тела идет по пути усложнения феноменологических реологических моделей неупругого деформирования и разрушения материалов и элементов конструкций, постановок новых краевых задач в детерминированной и стохастической постановках, а также разработке методов их решения.

где А* ,А*'- критические величины работы истинного напряжения на деформации пластичности и ползучести соответственно. Другими словами, разрушение
материала происходит в момент времени 1 = 1, при котором выполняется (3.1).
Исходной информацией для определения параметров и функций модели (2.2)-(2.4), (3.1) описывающих деформацию ползучести, являются серия кривых ползучести, доведенных до разрушения при постоянном номинальном напряжении <х0 = (т'0 = сога/ (/ > 0) (рис. 3.2), а

o-q’ = const / /

,/1 II III

Рис 3.2. Схематическая кривая ползучести при сг = const.
часть испытаний должна быть выполнена в режиме нагрузка-разгрузка, т.е.

0 ,t>T,
(3.2)
где время Т выбирается таким образом, чтобы разгрузка была выполнена на второй стадии (рис 3.3).
Для определения же параметров, описывающих деформацию пластичности, необходимо иметь стандартную кривую упругоплаетического деформирования, которая схематически представлена па рис. 3.4.
U+V I

Рис. 3.3. Схематическая кривая ползучести в режиме нагрузка-разгрузка.
Рис. 3.4. Схематическая диаграмма упругопластического деформирования.