LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

досліджень та їх аналітичний аналіз.


АНОТАЦІЯ


Яхно Б.О. Пошкоджуваність та руйнування конструкційних матеріалів при складному малоцикловому навантаженні. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук із спеціальності 05.02.09 – Динаміка та міцність машин. – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", Київ, 2005.

Розроблено узагальнену феноменологічну модель накопичення мікропошкоджень для складного виду напруженого стану при квазістатичному та малоцикловому навантаженні на базі енергії додаткових напружень, які викликані утворенням мікродефектів в конструкційному матеріалі. В якості параметра пошкоджуваності конструкційного матеріалу запропоновано взяти енергію додаткових напруженью. У отриманому на основі сформульованої моделі енергетичному критерії руйнування на стадії зародження макротріщини враховується вид траєкторії навантаження. Критерій дозволяє оцінити довговічність конструкційного меиалічного матеріалу при пропорційному та непропорційному малоцикловому навантаженні.

Проведені експериментальні та теоретичні дослідження показали задовільну кореляцію між собою термодинамічного підходу та підходу додаткових напружень та допомогли визначити залежності для визначення кінетики накопичення мікропошкоджень, що дозволяє оцінити залишковий ресурс матеріалу. Запропонована модель та критерій повністю підтвердилися результатами експерименту.

Ключові слова: пошкоджуваність, додаткові напруження, малоциклова втома, складний напружений стан, непропорційне навантаження, траєкторія навантаження.


SUMMARY


Yakhno B.O. Damage and destruction of constraction materials during complex low-cycle loading. – Manuscript.

The dissertation for scientific degree of the Candidate of Science (Engineering) in 05.02.09 – Dynamics and durability of machines. – National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic institute", Kyiv, 2005.

Generalized phenomenological damage model for complex non-proportional stress state during low-cycle fatique for construction materials has been developed. The model use energy of additional stress, which is caused by arising and growing of microdefects. Energical criterium of ruprute, on the macrocrack initiation stage, take in to account case of loading path and let to evaluate material durability during complex non-proportional low-cycle loading.

Experimental and theoretical investigation shows correlation between thermodinamical and additional residual stress conseptions. Developed kinetics equation let to evaluate residual resources of material. The model and criterium was verified by experimental data.

Key Words: damage, additional residual stress, low-cycle fatigue, comlex non-proportional stress state, loading path.


АНОТАЦИЯ


Яхно Б.О. Повреждаемость и разрушение конструкционных материалов при сложном малоцикловом нагружении. – Рукопись.

Диссертация на соискание степени кандидата технических наук по специальности 05.02.09 – Динамика и прочность машин. – Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев, 2005.

В диссертации разработана обобщенная феноменологическая модель накопления микроповреждений для условий сложного напряженного состояния при квазистатическом и малоцикловом нагружении. В качестве параметра, оценивающего уровень микроповреждений в материале, в предложенной модели используется энергия дополнительных остаточных напряжений вызванных образованием и ростом микродефектов. Было установлено, что максимальное значение энергии дополнительных напряжений не зависит от вида напряженного состояния и траектории нагружения. При этом модель работает как для материала с изотропным так и изотропно-кинематическим упрочнением.

Необходимость разработки данной модели обусловлена малой изученностью процесса накопления повреждений при сложном малоцикловом нагружении.

На основании обобщенной феноменологической модели накопления повреждений в качестве энергетического критерия разрушения на стадии зарождения макротрещины было предложено отношение максимальной накопленной энергии дополнительных напряжений при квазистатическом нагружении и суммарной энергии дополнительных напряжений при малоцикловом нагружении. Было показано, что это отношение при пропорциональном нагружении равняется константе, а при непропорциональном имеет явно выраженный нелинейный характер, что обуславливается изменением механических и запаздыванием векторных характеристик материала. При этом в критерий был введен параметр, учитывающий вид траектории сложного нагружения в виде отношения минимальной интенсивности эквивалентных напряжений к максимальной в симметричном цикле непропорционального нагружения. Также была конкретизирована функция влияния непропорциональности нагружения на накопленную циклическую энергию дополнительных напряжений, что позволило определить долговечность конструкционного материала с учетом повреждаемости и вида траектории нагружения как для линейного так и сложного напряженного состояния при малоцикловой усталости.

На основании теоретических и экспериментальных исследований было показало корреляцию между собой термодинамического подхода и подхода, использующего дополнительные напряжения. Установлено, что фактически эти два феноменологических подхода описывают один и тот же процесс накопления микроповреждений. При этом были предложены кинетические уравнения накопления повреждений при простом и сложном нагружении, которые позволяют оценить остаточный ресурс конструкционного металлического материала. Были получены новые экспериментальные данные для металлических конструкционных материалов при непропорциональном квазистатическом и малоцикловом разрушении по замкнутым траекториям нагружения.

Предложенная модель и критерий полностью подтвердились экспериментом.

Ключевые слова: повреждаемость, дополнительные напряжения, малоцикловая усталость, сложное напряженное состояние, непропорциональное нагружение, траектория нагружения.



Підписано до друку 01.04.2005 Формат 29,7х42

Наклад 100 прим. Замовлення №2071

Віддруковано на різографі в видавничому центрі "Прінт-центр"

03056, м. Київ, вул. Політехнічна, 35, в холі.

Тел/факс: 241-70-16