Энергетические модели подобия малоциклового разрушения и методы оценки прочности элементов конструкций

• Автор: Добровольский, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 342 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МОДЕЛИ ПОДОБИЯ МАЛОЦИЮЮВОГО
ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБРАЗЦА И ЭЛЕМЕНТА КОНСТРУКЦИИ
1.1. Анализ статистических подходов при оценке прочности материалов и элементов конструкций
1.2. Модели подобия малоциклового деформирования
1.3. Использование моделей подобия для разработки методов оценки масштабного эффекта
1.4. Применение моделей подобия для разработки обобщенного метода оценки поверхностного эффекта
1.5. Критерии подобия для оценки конструктивной
малоцикловой прочности
Результаты и выводы по первой главе
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ МАЛОЦИКЛОВОМУ ДЕФОРМИРОВАНИЮ
2.1. Обзор средств для экспериментального изучения циклической пластичности и прочности материалов
2.2. Установка для малоцикловых испытаний
материалов
2.3. Установка для малоцикловых испытаний модельных элементов
2.4. Разработка приборов для регистрации диаграмм
однократного и малоциклового деформирования
Результаты и выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ МАЛОЦИКЛОВОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Обзор методов экспериментального изучения закономерностей малоциклового деформирования
3.2. Методы аналитического описания диаграмм малоциклового деформирования
3.3. Методика и результаты изучения закономерностей малоциклового деформирования по данным испытаний
на плоский изгиб
3.4. Методика и результаты исследования закономерностей малоциклового деформирования по данным испытаний на изгиб с вращением
Результаты и выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. МЕТОД ОЦЕНКИ МЕСТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ,
ДЕФОРМАЦИЙ И ЭНЕРГИЙ В ЗОНАХ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ
4.1. Анализ методов исследования напряженно-деформированного состояния в зонах концентрации элементов конструкцй
4.2. Энергетический метод оценки концентрации напряжений и упругопластических деформаций
4.3. Исследование кинетики напряжений, деформаций, энергий и их градиентов при однократном и малоцикловом нагружениях
4.4. Конечноэлементный анализ напряжений и их градиентов в зонах концентрации деталей
4.5. Развитие энергетического метода для малоциклового нагружения деталей
4.6. Использование энергетического метода для оценки
НДС элементов конструкций с трещинами
Результаты и выводы по четвертой главе

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛОЦИКЛОВОЙ ПРОЧНОСТИ
МАТЕРИАЛОВ
5.1. Обзор методов оценки работоспособности материалов при малоцикловом нагружении
5.2. Экспериментальное обоснование энергетических критериев разрушения при малоцикловом нагружении
5.3. Статистическое обследование критериев малоциклового разрушения материалов
5.4. Исследование критериев малоцикловой прочности в
условиях конструктивной концентрации
Результаты и выводы по пятой главе
ГЛАВА 6. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ПОДОБИЯ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
6.1. Обзор методов моделирования процессов деформирования и разрушения элементов конструкций
6.2. Факторный регрессионный анализ малоцикловой долговечности по трещинообразованию и разрушению элементов конструкций
6.3. Моделирование малоцикловой долговечности
деталей
6.4. Разработка и создание эффективной гидрооснастки
высокого давления
Результаты и выводы по шестой главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

трещины заданных размеров; ши, Сио - характеристики кривых. При необходимости подобного рода семейства кривых МЦУ можно рассматривать для исследуемого диапазона температур Т.
Величину <1(1), предложенную [67] для макрооднородного энергетического состояния структурно-единичного объема, будем использовать в дальнейшем как меру оценки повреждений лабораторного образца или элемента конструкции. При этом аналогично другим статистическим моделям прочности [32, 35, 60, 119] можно положить, что переход от одного сечения образца к другому не приводит к новым комбинациям в распределении неоднородностей (дефектов). С учетом этого при вычислении повреждения, накопленного стандартным образцом за один цикл в условиях растяжения-сжатия, интегрирование по его объему Ус можно заменить суммированием по площади поперечного сечения Ес стандартного образца
Г ллт Г У/тв Т?
тл(1) _ Т Ц* _ Нс Ц» Ге /I 44
с ) С1 V Г1 ту’ ’
у_ ч''ио Д *о |_ ио 3 го
Для заданной вероятности Р разрушающее повреждение, накопленное стандартным образцом за пс циклов с учетом возможной нестационарности температурно-силового нагружения, можно представить
с‘п)(Р)=|ч
о п,
це(п)-ц»(п) Сио(п)
1/т„
сіп,
(1.44)
где пс - накопленное число циклов.
Если стандартный образец испытывается в условиях плоского изгиба или изгиба с вращением, то его сечение деформировано неравномерно. В части сечения, где удельная энергия < и*, накопление разрушающих
повреждений не происходит. В этом случае повреждение за цикл, накопленное стандартным образцом при изгибе, определяется аналогичным образом