Модель повреждённой среды для оценки долговечности конструкций при совместном действии механизмов мало- и многоцикловой усталости
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2012.5.1.7Ключевые слова:
моделирование, напряжённо-деформированное состояние, пластичность, повреждённость, разрушение, малоцикловая и многоцикловая усталость, долговечность, ресурсАннотация
Для оценки прочности и ресурса ответственных инженерных объектов развита математическая модель повреждённой среды, включающая соотношения, которые определяют упругопластическое поведение материала, кинетические уравнения накопления повреждений и критерий прочности повреждённого материала. Предложена форма эволюционного уравнения накопления повреждений, вызванных совместным действием механизмов малоцикловой (МЦУ) и многоцикловой (МнЦУ) усталости. Показано, что при регулярном циклическом нагружении материала с уменьшением амплитуды деформации переход от МЦУ к МнЦУ происходит постепенно и зависит от физического взаимодействия этих механизмов в переходной зоне. Приведена методика численного определения параметров эволюционного уравнения накопления усталостных повреждений при МнЦУ. Результаты сопоставления расчетных и экспериментальных данных показали, что разработанная модель повреждённой среды достоверно описывает долговечность конструкций при совместном действии механизмов мало- и многоцикловой усталости.
Скачивания
Библиографические ссылки
Махутов Н.А., Гаденин М.М. Исследования нелинейных эффектов деформирования и критериев разрушения // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2005. - Т. 71, № 8. - С. 57-67.
Kolmogorov V.L., Burdukovskii B.G., Kamantsev I.S. Prediction of damage under multicycle loading // Inorganic Materials. - 2010. - V. 46, N. 14. - P. 1567-1569. DOI
Oakley S.Y., Nowell D. Prediction of the combined high- and low-cycle fatigue performance of gas turbine blades after foreign object damage // Int. J. Fatigue. - V. 29, N. 1. - P. 69-80. DOI
Hou N.X., Wen Z.X., Yu Q.M., Yue Z.F. Application of a combined high and low cycle fatigue life model on life prediction of SC blade // Int. J. Fatigue. - V. 31, N. 4. - P. 616-619. DOI
Schweizer C., Seifert T., Nieweg B., von Hartrott P., Riedel H. Mechanisms and modelling of fatigue crack growth under combined low and high cycle fatigue loading // Int. J. Fatigue. - 2011. - V. 33, N. 2. - P. 194-202. DOI
Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ. Предсказание. Предотвращение. − М.: Мир, 1984. − 530 с.
Трощенко В.Т., Фомичев Л.А. Энергетический критерий усталостного разрушения // Проблемы прочности. − 1993. − № 1. − С. 3-10.
Митенков Ф.М., Кайдалов В.Б., Коротких Ю.Г. Методы обоснования ресурса ядерных энергетических установок. - М.: Машиностроение, 2007. - 448 с.
Волков И.А., Коротких Ю.Г. Уравнения состояния вязкоупругопластических сред с повреждениями. - М.: Физматлит, 2008. - 424 с.
Волков И.А., Коротких Ю.Г., Тарасов И.С. Численное моделирование накопления усталостных повреждений при сложном пластическом деформировании // Вычисл. мех. сплош. сред. - 2009. - Т. 2, № 1. - С. 5-18.
Большухин М.А., Зверев Д.Л., Кайдалов В.Б., Коротких Ю.Г. Оценка долговечности конструкционных материалов при совместных процессах малоцикловой и многоцикловой усталости // Проблемы прочности и пластичности: Межвуз. сб. / ННГУ. - 2010. − № 72. − С. 28-35.
Руководство по расчётам на прочность элементов оборудования и изделий реакторных установок с водным теплоносителем плавучих атомных станций (РП-ОИРУ-ПАС-04). - Москва: ГУП ИЦП МАЭ, 2004. - 226 с.
###
Mahutov N.A., Gadenin M.M. Issledovania nelinejnyh effektov deformirovania i kriteriev razrusenia // Zavodskaa laboratoria. Diagnostika materialov. - 2005. - T. 71, No 8. - S. 57-67.
Kolmogorov V.L., Burdukovskii B.G., Kamantsev I.S. Prediction of damage under multicycle loading // Inorganic Materials. - 2010. - V. 46, N. 14. - P. 1567-1569. DOI
Oakley S.Y., Nowell D. Prediction of the combined high- and low-cycle fatigue performance of gas turbine blades after foreign object damage // Int. J. Fatigue. - V. 29, N. 1. - P. 69-80. DOI
Hou N.X., Wen Z.X., Yu Q.M., Yue Z.F. Application of a combined high and low cycle fatigue life model on life prediction of SC blade // Int. J. Fatigue. - V. 31, N. 4. - P. 616-619. DOI
Schweizer C., Seifert T., Nieweg B., von Hartrott P., Riedel H. Mechanisms and modelling of fatigue crack growth under combined low and high cycle fatigue loading // Int. J. Fatigue. - 2011. - V. 33, N. 2. - P. 194-202. DOI
Kollinz Dz. Povrezdenie materialov v konstrukciah. Analiz. Predskazanie. Predotvrasenie. - M.: Mir, 1984. - 530 s.
Trosenko V.T., Fomicev L.A. Energeticeskij kriterij ustalostnogo razrusenia // Problemy procnosti. - 1993. - No 1. - S. 3-10.
Mitenkov F.M., Kajdalov V.B., Korotkih U.G. Metody obosnovania resursa adernyh energeticeskih ustanovok. - M.: Masinostroenie, 2007. - 448 s.
Volkov I.A., Korotkih U.G. Uravnenia sostoania vazkouprugoplasticeskih sred s povrezdeniami. - M.: Fizmatlit, 2008. - 424 s.
Volkov I.A., Korotkih U.G., Tarasov I.S. Cislennoe modelirovanie nakoplenia ustalostnyh povrezdenij pri sloznom plasticeskom deformirovanii // Vycisl. meh. splos. sred. - 2009. - T. 2, No 1. - S. 5-18.
Bol’suhin M.A., Zverev D.L., Kajdalov V.B., Korotkih U.G. Ocenka dolgovecnosti konstrukcionnyh materialov pri sovmestnyh processah malociklovoj i mnogociklovoj ustalosti // Problemy procnosti i plasticnosti: Mezvuz. sb. / NNGU. - 2010. - No 72. - S. 28-35.
Rukovodstvo po rascetam na procnost’ elementov oborudovania i izdelij reaktornyh ustanovok s vodnym teplonositelem plavucih atomnyh stancij (RP-OIRU-PAS-04). - Moskva: GUP ICP MAE, 2004. - 226 s.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2012 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
