МОДИФИЦИРОВАННАЯ ТЕОРИЯ НЕУПРУГОСТИ

Сведения об авторах
  • Московский политехнический университет, Москва, Российская Федерация
  • Московский политехнический университет, Москва, Российская Федерация
  • Московский политехнический университет, Москва, Российская Федерация

Аннотация

Рассматриваются основные положения и уравнения модифицированной теории неупругости, относящейся к классу теорий течения при комбинированном упрочнении. Модифицированная теория неупругости является простейшим вариантом теории неупругости, который интегрирован в конечно-элементный комплекс для практических расчетов выработанного и остаточного ресурса материала конструкций в условиях повторности и длительности воздействия термомеханических нагрузок. Тензор деформации представляется в виде суммы тензоров упругой и неупругой деформаций, т.е. здесь нет условного разделения необратимой (неупругой) деформации на деформации пластичности и ползучести. Упругая деформация следует закону Гука, обобщенному на неизотермическое нагружение. В пространстве составляющих тензора напряжений вводится поверхность нагружения, которая изотропно расширяется или сужается и смещается в процессе нагружения. Для радиуса поверхности нагружения (изотропное упрочнение) формулируется эволюционное уравнение, обобщенное на неизотермическое нагружение и процессы возврата механических свойств при отжиге. Смещение поверхности нагружения (анизотропное упрочнение) описывается на основе эволюционного уравнения с трехчленной структурой, обобщенного на неизотермическое нагружение и процессы снятия микнонапряжений (смещения) при отжиге. Для разделения процессов монотонного и циклического деформирования в пространстве тензора неупругой деформации вводится поверхность памяти, ограничивающая область циклического деформирования. Для описания процессов посадки и вышагивания (ratcheting) петли неупругого деформирования при несимметричных циклических нагружениях вводится модификация теории неупругости. Модификация теории неупругости сводится к тому, что при формулировке эволюционного уравнения для микронапряжений определяющий (материальный) параметр уравнения для микронапряжений первого типа принимается зависящим от накопленной неупругой деформации на основе разных соотношений как при циклическом деформировании, так и монотонном. Для определения тензора скоростей неупругой деформации используется ассоциированный (градиентальный) закон течения. Сформулированы условия упругого и неупругого состояний. Для описания нелинейных процессов накопления повреждений вводится кинетическое уравнение накопления повреждений, базирующееся на работе микронапряжений второго типа на поле неупругих деформаций. Кинетическое уравнение обобщено на неизотермическое нагружение и процессы охрупчивания и залечивания. Выделяются материальные параметры и функции, замыкающие теорию, формулируется базовый эксперимент и метод их определения. Приводятся материальные параметры и функции бронзового сплава БрХ08-Ш при температурах 20, 400, 500, 600 °С. Проводится верификация теории при циклическом изотермическом деформировании и разрушении (малоцикловая прочность) в условиях высоких температур. Рассматривается также ползучесть и длительная прочность при изотермических и неизотермических нагружениях. Результаты расчетов сопоставляются с результатами экспериментов.

Ключевые слова

неупругостькомбинированное упрочнениепосадка и вышагиваниеповреждениеохрупчивание и залечиваниематериальные функциибазовый экспериментидентификацияверификация.

Литература

  1. 1.Ильюшин, А.А. Пластичность. Основы общей математической теории / А.А. Ильюшин. – М.: Изд-во АН СССР, 1963. – 271 с. Scholar
  2. 2.Ильюшин, А.А. Механика сплошной среды / А.А. Ильюшин. – М.: Изд-во МГУ, 1990. – 310 с. Scholar
  3. 3.Новожилов, В.В. Микронапряжения в конструкционных материалах / В.В. Новожилов, Ю.И. Кадашевич. – Л.: Машиностроение, 1990. – 224 с. Scholar
  4. 4.Работнов, Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций / Ю.Н. Работнов. – М.: Физматгиз, 1966. – 752 с. Scholar
  5. 5.Термопрочность деталей машин: справочник / под ред. И.А. Биргера, Б.Ф. Шорра. – М.: Машиностроение, 1975. – 455 с. Scholar
  6. 6.Бондарь, В.С. Неупругость. Варианты теории / В.С. Бондарь. – М.: Физматлит, 2004. – 144 с. Scholar
  7. 7.Bondar, V.S. Inelasticity. Variants of the theory / V.S. Bondar. – New York: Begell House, 2013. – 194 p. Scholar
  8. 8.Ресурс материалов и конструкций: монография / В.С. Бондарь, И.Г. Горячева, Ю.Г. Матвиенко [и др.]; под науч. ред. В.С. Бондаря. – М.: Московский Политех, 2019. – 192 с. Scholar
  9. 9.Конструкционная прочность материалов. Ресурс конструкций высоких параметров / В.С. Бондарь, Ю.М. Темис, Ю.Г. Матвиенко [и др.]; под науч. ред. В.С. Бондаря. – Санкт-Петербург: Лань, 2024. – 256 с. Scholar
  10. 10.Качанов, Л.М. Теория ползучести / Л.М. Качанов. – М.: Физматлит, 1960. – 455 с. Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (№ 1, 2025)
Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
23.04.2025
В выпуске
23.04.2025
Выпуск
№ 1 (2025)
Поделиться