Напряжённо-деформированное состояние и длительность до разрушения кольцевых пластин в условиях ползучести
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2015.8.4.30Ключевые слова:
кольцевые осесимметричные пластины, изгиб, ползучесть, параметр повреждённости, длительная прочность, время начала разрушенияАннотация
В рамках кинетической теории ползучести Работнова, описывающей все три стадии ползучести с учётом накопления повреждений, исследуется напряжённо-деформированное состояние (НДС) кольцевых нагруженных осесимметрично пластин в любой момент времени вплоть до начала разрушения. Временем начала разрушения считается момент, когда в какой-либо точке пластины параметр повреждённости достигает критического значения, равного единице (неповреждённому материалу отвечает нулевая величина этого параметра). Расчёт НДС осуществляется двумя способами, а затем проводится сравнение результатов. В первом случае задача неустановившейся ползучести с учётом повреждаемости сводится к аналогичной задаче в предположении установившейся ползучести материала пластины. Для упрощения решения в определяющих уравнениях критерий Мизеса линеаризуется, что, по сути, эквивалентно использованию критерия Треска-Сен-Венана. Чтобы найти истинное решение, необходимо известное решение при установившейся ползучести умножить на некоторые функции координат и времени. Для нахождения этих функций получена соответствующая система уравнений. В основе другого способа расчёта лежит метод конечных элементов комплекса ANSYS; при этом в определяющие уравнениях входит критерий Мизеса, а для моделирования накопления повреждений в пакете активируется пользовательская процедура UserСreep. Построены зависимости времени начала разрушения от величины изгибающего момента, приложенного по контуру внутреннего отверстия кольцевой пластины. Диаграммы, полученные двумя способами, показали, что применение критерия Треска-Сен-Венана даёт нижнюю оценку времени начала разрушения конструкции.
Скачивания
Библиографические ссылки
Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. - М: Наука, 1966. - 752 с.
2. Никитенко А.Ф. Ползучесть и длительная прочность металлических материалов. - Новосибирск: Изд-во НГАСУ, 1997. -278 с.
3. Качанов Л.М. Теория ползучести. - М.: Физматгиз, 1960. - 456 с.
4. Закономерности ползучести и длительной прочности: Справочник // Под общ. ред. С.А. Шестерикова. - М.: Машиностроение, 1983. - 101 с.
5. Никитенко А.Ф. Нижняя и верхняя оценки времени начала разрушения элементов конструкций // ПМТФ. - 2001. - Т. 42, № 1. - С. 164-169. DOI
6. Skrzypek J.J., Ganczarski A. Modeling of material damage and failure of structures. Theory and applications. - Berlin: Springer-Verlag, 1999. - 326 p.
7. Altenbach H., Morachkovsky O., Naumenko K., Sychov A. Geometrically nonlinear bending of thin-walled shells and plates under creep-damage conditions // Arch. Appl. Mech. - 1997. - Vol. 67, no. 5. - P. 339-352. DOI
8. Altenbach H., Altenbach J., Naumenko K. On the prediction of creep damage by bending of thin-walled structures // Mechanics of Time-Dependent Materials. - 1997. - Vol. 1, no. 2. - P. 181-193. DOI
9. Altenbach H. Topical problems and applications of creep theory // Int. Appl. Mech. - 2003. - Vol. 39, no. 6. - P. 631-655. DOI
10. Золочевский А.А., Склепус А.Н., Склепус С.Н. Нелинейная механика деформируемого твердого тела. - Харьков: Бізнес Інвестор Груп, 2011.- 720 с.
11. Локощенко А.М., Соколов А.В. Ползучесть и длительное разрушение цилиндрической оболочки под внешним давлением в присутствии агрессивной среды // МТТ. - 2014. - № 1. - С. 65-76. DOI
12. Заев В.А., Никитенко А.Ф. Расчет напряженно-деформированного состояния изгибаемых кольцевых пластин с учетом повреждаемости материала в процессе ползучести // ПМТФ. - 1993. - Т. 34, № 3. - С. 142-146. DOI
13. Никитенко А.Ф., Любашевская И.В. Кинетическая теория ползучести и расчет элементов конструкций на длительную прочность. Сообщение 1. Напряженно-деформированное состояние неравномерно нагретых толстостенных труб // Проблемы прочности. - 2005.- № 5.- С. 30-44. DOI
14. Банщикова И.А., Никитенко А.Ф. Ползучесть осессиметрично нагруженных пластин с учетом накопления повреждений в их материале // ПМТФ. - 2006.- Т. 47, № 5. - С. 157-168. DOI
15. Банщикова И.А., Никитенко А.Ф. Расчет напряженно-деформированного состояния и длительности до разрушения элементов конструкций при ползучести // Динамика сплошной среды. Докл. Всерос. Конф. «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций», Новосибирск, Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева, 9-13 октября 2006 г. / Под ред. чл.-корр. РАН Б.Д. Аннина, д-ра техн. наук М.А. Легана. - Новосибирск, 2007. - Вып. 125. - С. 14-19.
16. Работнов Ю.Н., Милейко С.Т. Кратковременная ползучесть. - М.: Наука, 1970. - 224 с.
17. Соснин О.В., Горев Б.В., Никитенко А.Ф. Энергетический вариант теории ползучести. - Новосибирск: Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева, 1986. - 96 с.
18. Малинин Н.Н. Исследование установившейся ползучести круглых и кольцевых осесимметрично нагруженных пластин // Расчеты на прочность. - М.: Машгиз, 1963. - Вып. 9. - С. 173-195.
19. Бойл Дж., Спенс Дж. Анализ напряжений в конструкциях при ползучести. - М.: Мир, 1986. - 360 с.
20. Соснин О.В., Горев Б.В., Никитенко А.Ф. К обоснованию энергетического варианта теории ползучести. Сообщение 1. Основные гипотезы и экспериментальная проверка // Проблемы прочности. - 1976. - № 11. - С. 3-8.
###
Rabotnov U.N. Polzucest’ elementov konstrukcij. - M: Nauka, 1966. - 752 s.
2. Nikitenko A.F. Polzucest’ i dlitel’naa procnost’ metalliceskih materialov. - Novosibirsk: Izd-vo NGASU, 1997. -278 s.
3. Kacanov L.M. Teoria polzucesti. - M.: Fizmatgiz, 1960. - 456 s.
4. Zakonomernosti polzucesti i dlitel’noj procnosti: Spravocnik // Pod obs. red. S.A. Sesterikova. - M.: Masinostroenie, 1983. - 101 s.
5. Nikitenko A.F. Niznaa i verhnaa ocenki vremeni nacala razrusenia elementov konstrukcij // PMTF. - 2001. - T. 42, No 1. - S. 164-169. DOI
6. Skrzypek J.J., Ganczarski A. Modeling of material damage and failure of structures. Theory and applications. - Berlin: Springer-Verlag, 1999. - 326 p.
7. Altenbach H., Morachkovsky O., Naumenko K., Sychov A. Geometrically nonlinear bending of thin-walled shells and plates under creep-damage conditions // Arch. Appl. Mech. - 1997. - Vol. 67, no. 5. - P. 339-352. DOI
8. Altenbach H., Altenbach J., Naumenko K. On the prediction of creep damage by bending of thin-walled structures // Mechanics of Time-Dependent Materials. - 1997. - Vol. 1, no. 2. - P. 181-193. DOI
9. Altenbach H. Topical problems and applications of creep theory // Int. Appl. Mech. - 2003. - Vol. 39, no. 6. - P. 631-655. DOI
10. Zolocevskij A.A., Sklepus A.N., Sklepus S.N. Nelinejnaa mehanika deformiruemogo tverdogo tela. - Har’kov: Biznes Investor Grup, 2011.- 720 s.
11. Lokosenko A.M., Sokolov A.V. Polzucest’ i dlitel’noe razrusenie cilindriceskoj obolocki pod vnesnim davleniem v prisutstvii agressivnoj sredy // MTT. - 2014. - No 1. - S. 65-76. DOI
12. Zaev V.A., Nikitenko A.F. Rascet naprazenno-deformirovannogo sostoania izgibaemyh kol’cevyh plastin s ucetom povrezdaemosti materiala v processe polzucesti // PMTF. - 1993. - T. 34, No 3. - S. 142-146. DOI
13. Nikitenko A.F., Lubasevskaa I.V. Kineticeskaa teoria polzucesti i rascet elementov konstrukcij na dlitel’nuu procnost’. Soobsenie 1. Naprazenno-deformirovannoe sostoanie neravnomerno nagretyh tolstostennyh trub // Problemy procnosti. - 2005.- No 5.- S. 30-44. DOI
14. Bansikova I.A., Nikitenko A.F. Polzucest’ osessimetricno nagruzennyh plastin s ucetom nakoplenia povrezdenij v ih materiale // PMTF. - 2006.- T. 47, No 5. - S. 157-168. DOI
15. Bansikova I.A., Nikitenko A.F. Rascet naprazenno-deformirovannogo sostoania i dlitel’nosti do razrusenia elementov konstrukcij pri polzucesti // Dinamika splosnoj sredy. Dokl. Vseros. Konf. <>, Novosibirsk, Institut gidrodinamiki im. M.A. Lavrent’eva, 9-13 oktabra 2006 g. / Pod red. cl.-korr. RAN B.D. Annina, d-ra tehn. nauk M.A. Legana. - Novosibirsk, 2007. - Vyp. 125. - S. 14-19.
16. Rabotnov U.N., Milejko S.T. Kratkovremennaa polzucest’. - M.: Nauka, 1970. - 224 s.
17. Sosnin O.V., Gorev B.V., Nikitenko A.F. Energeticeskij variant teorii polzucesti. - Novosibirsk: Institut gidrodinamiki im. M.A. Lavrent’eva, 1986. - 96 s.
18. Malinin N.N. Issledovanie ustanovivsejsa polzucesti kruglyh i kol’cevyh osesimmetricno nagruzennyh plastin // Rascety na procnost’. - M.: Masgiz, 1963. - Vyp. 9. - S. 173-195.
19. Bojl Dz., Spens Dz. Analiz naprazenij v konstrukciah pri polzucesti. - M.: Mir, 1986. - 360 s.
20. Sosnin O.V., Gorev B.V., Nikitenko A.F. K obosnovaniu energeticeskogo varianta teorii polzucesti. Soobsenie 1. Osnovnye gipotezy i eksperimental’naa proverka // Problemy procnosti. - 1976. - No 11. - S. 3-8.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2015 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
