LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Пошкоджуваність та руйнування конструкційних матеріалів при складному малоцикловому навантаженні

накопичення пошкоджуваності до стану відносного насичення. Потім після встановлення процесу циклічного деформування, відбувається її плавне зростання до моменту утворення макротріщини. Кінетику накопичення мікропошкоджень можна описати за допомогою степеневих функцій


, (33)

де (), в початковий момент , при руйнуванні при цьому ); – поточне значення енергії додаткових напружень, , , та – константи, які залежать від матеріалу та траєкторії навантаження.

А також за допомогою кінетичного рівняння

, (34)

де , , – константи матеріалу, – інтенсивність додаткових напружень, – довжина траєкторії пластичного деформування (при малоцикловому навантаженні ).

З урахуванням та граничних умов (, ; , ) отримаємо

. (35)

При цьому константи , , , та , будуть постійними для даного матеріалу, якщо циклічну діаграму для додаткових напружень при складному напруженому стані приводити до циклічної діаграми розтягу-стиску. Для сплаву Д16Т , , , , При цьому функція приведення має вигляд:

, (36)

де – інтенсивність додаткових напружень в середньому циклі, при непропорційному навантаженні, – інтенсивність додаткових напружень в середньому циклі при пропорційному навантаженні.

Порівняння деформаційно-кінетичного критерію, який базується на лінійному додаванні мікропошкоджень, із запропонованим показало, що деформаційно-кінетичний критерій дає завищене значення довговічності та не враховує вид траєкторії навантаження, а енергетичний критерій мікронапружень О.Г.Рибакіної описує тільки ізотропний тип зміцнення. Завдяки малого абсолютного значення мікронапружень та приросту пластичної деформації за цикл навантаження пов'язан з труднощами при визначенні цих величин на великих довговічностях, у випадках при малій пластичності матеріалу і тоді, коли матеріал знаходиться в циклічно стабілізованому стані. Згідно з викладеною вище феноменологічною моделлю та запропонованим критерієм (30) було проведено розрахунок на малоциклову втому, що показав задовільну кореляцію критерію з експериментом (рис.7). Причому завдяки використанню додаткових напружень, що мають значно вище абсолютне значення та враховують ізотропно-кінематичне зміцнення, а також введенню в критерій параметру, що враховує вид траєкторії навантаження стало можливим позбутися цих недоліків. Також запропонований критерій враховує нелінійність правої частини (рівняння (30)) при траєкторіях навантаження, що близькі до кола, в яких пошкоджуваність виражається найбільш суттєво (права частина критерію не дорівнює константі).


ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ


  • Розроблена узагальнена феноменологічна модель накопичення мікропошкоджень для умов складного малоциклового навантаження, яка базується на енергії додаткових напружень. В якості параметра, який характеризує додаткові напруження вибрано приріст границі пропорційності конструкційного матеріалу.

  • Показано задовільну кореляцію термодинамічного підходу та підходу, який базується на додаткових напруженнях при повторно-змінному деформуванні. Установлено, що фактично ці два феноменологічні підходи описують один й той же процес накопичення мікропошкоджень.

  • Запропоновано в якості параметра пошкоджуваності матеріалу використати енергію додаткових напружень, так як, на відміну від інших макропараметрів матеріалу, її максимальне значення в процесі навантаження прямує до одного абсолютного значення незалежно від виду та траєкторії складного навантаження.

  • Вперше застосовано у розрахунку довговічності конструкційного металічного матеріалу для випадку непропорційного малоциклового навантаження по замкненій траєкторії параметр, що враховує накопичення мікродефектів в конструкційному матеріалі.

  • Для умов простого та складного малоциклового руйнування розроблено енергетичний критерій руйнування (на стадії зародження макротріщини), який базується на енергії додаткових напружень. В якості параметру, що описує вплив виду траєкторії навантаження на закономірності зародження макротріщини запропоновано відношення максимальних та мінімальних інтенсивностей напружень в циклі за замкненою траєкторією навантаження.

  • Показано, що відношення максимальної статичної енергії до накопленої циклічної при непропорційному малоцикловому навантаженні має нелінійний вигляд в залежності від довговічності матеріалу. Конкретизовано функцію впливу траєкторії навантаження на сумарну енергію додаткових напружень при непропорційному малоцикловому навантаженні.

  • Проведено комплекс експериментальних досліджень по визначенню границь використання даної феноменологічної моделі та критерію малоциклового руйнування на стадії зародження макротріщини в залежності від виду траєкторії складного навантаження. Отримані нові експериментальні дані для металічних конструкційних матеріалів при непропорційному квазістатичному та малоцикловому навантаженні.


    ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ


  • Яхно Б.О. Врахування пошкоджуваності матеріалів для випадку малоциклового навантаження.// Вестник НТУУ КПИ. Машиностроение. – 2002. – № 43. – С.24-26.

  • Яхно Б.О., Бобир М.І. Малоциклова втома конструкційних матеріалів із врахуванням пошкоджуваності. // Наукові вісті НТУУ "КПІ". – 2003. – №3 – С.86-92.

    Здобувачем представлена математична модель накопичення мікропошкоджень при малоцикловій втомі на основі розпушування та зміни щільності матеріалу при малоцикловій втомі.

  • Яхно Б.О. Про критерії граничного стану металічних матеріалів при складному малоцикловому навантаженні із врахуванням пошкоджуваності. // Наукові вісті НТУУ "КПІ". – 2003. – №6. – С.93-98.

  • Яхно Б.О., Бобир М.І. Розрахунок довговічності матеріалів для умов складного малоциклового навантаження з урахуванням пошкоджуваності. // Вісник Сумського державного університету, серія Технічні науки. – 2003. – №12(58). – С.184-189.

    Запропоновано на основі енергетичного термодинамічного підходу спосіб розрахунку кількості циклів до зародження макротріщини при складному малоцикловому навантаженні.

  • Бобир М.І., Грабовський А.П., Яхно Б.О. Моделі накопичення пошкоджень та руйнування при складному малоцикловому навантаженні. // Вестник НТУУ "КПИ Машиностроение. – 2003. – №44. – С.13-15.

    В роботі використана запропонована здобувачем енергія утворення та росту мікропошкоджень при малоцикловій втомі.

  • Яхно Б.О., Бобир М.І. Про кінетику накопичення мікропошкоджень в конструкційних матеріалах при малоцикловому навантаженні. // Наукові вісті НТУУ "КПІ". – 2004. – №6. – c.75-78.

    Здобувачем представлені результати проведених їм експериментальних


  •