Numerical modeling of damage accumulation under complex plastic deformation
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2009.2.1.1Keywords:
stress-strain state, plasticity, damage, failure, complex loading, low-cycle fatigue, fatigue life, resourceAbstract
Within the framework of the mechanics of defective materials (MDM), a mathematical model describing fatigue damage accumulation in structural materials (metals and their alloys) under multi-axial non-proportional (combined thermal and force) loading paths is developed. Qualitative and quantitative assessments of the constitutive relations are made by analyzing the deformation trajectory that reflects the fatigue life of metals. It is shown that the proposed constitutive MDM-relations adequately (qualitatively and quantitatively) describe the main effects of elasto-plastic deformation and damage accumulation in structural materials for the arbitrary trajectories of deformation.
Downloads
References
Митенков Ф.М., Кайдалов В.Ф., Коротких Ю.Г. и др. 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. - 424с.
Зубчанинов В.Г., Охлопков Н.Л., Гаранников В.В. Экспериментальная пластичность. - Тверь: ТГТУ, 2003. - Кн. 1. Процессы сложного деформирования. - 172с.
Зубчанинов В.Г., Охлопков Н.Л., Гаранников В.В. Экспериментальная пластичность. - Тверь: ТГТУ, 2004. - Кн. 2. Процессы сложного нагружения. - 184 с.
Зубчанинов В. Г., Гультяев В. И., Зубчанинов Д. В. Экспериментальное исследование процессов сложного деформирования материала Ст 45 на многозвенных траекториях // Проблемы прочности и пластичности: Межвуз. сборник. - Н. Новгород: Изд-во Нижегородского госуниверситета, 2007. - Вып. 69. - С. 95-98.
Охаси И. Неупругое поведение стали 316 при многоосных непропорциональных циклических нагружениях при повышенной температуре // Труды Амер. об-ва инж.-мех. Сер. Д. Теорет. основы инж. расчетов. - 1985. - Т. 107, № 2. - С. 6-15.
Охаси И. Пластическое деформирование нержавеющей стали типа 316 под действием несинфазных циклов по деформации // Труды Амер. об-ва инж.-мех. Сер. Д. Теорет. основы инж. расчетов. - 1985. - Т. 107, № 4. - С. 61-73.
Лэмба Г.С., Сайдботтом О.М. Пластичность при циклическом деформировании по непропорциональным траекториям. Часть 1. Эксперименты с циклическим упрочнением, приспособляемостью и последующим деформационным упрочнением // Труды Амер. об-ва инж.-мех. Сер. Д. Теорет. основы инж. расчетов. - 1978. - Т. 100, № 1. - С. 108-117.
Макдауэлл Д.Л. Экспериментальное изучение структуры определяющих уравнений для непропорциональной циклической пластичности // Труды Амер. об-ва инж.-мех. Сер. Д. Теорет. основы инж. расчетов. - 1985. - Т. 107, № 4. - С. 98-111.
Бернард-Конноли М., Бью-Куок Т., Бирон А. Усталость коррозионностойкой стали 304 при испытаниях в условиях многоступенчатой контролируемой деформации // Труды Амер. об-ва инж.-мех. Сер. Д. Теорет. основы инж. расчетов. - 1983. - Т. 105, № 3. - С. 47-53.
Казаков Д.А., Капустин С.А., Коротких Ю.Г. Моделирование процессов деформирования и разрушения материалов и конструкций. - Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 1999. - 226с.
Боднер С.Р., Линдхолм У.С. Критерий приращения повреждения для зависящего от времени разрушения материалов // Труды Амер. об-ва инж.-мех. Сер. Д. Теорет. основы инж. расчетов. - 1976. - Т. 100, № 2. - С. 51-58.
Леметр Ж. Континуальная модель повреждения, используемая для расчёта разрушения пластичных материалов // Труды Амер. об-ва инж.-мех. Сер. Д. Теорет. основы инж. расчетов. - 1985. - Т. 107, № 1. - С. 90-98.
###
Mitenkov F.M., Kajdalov V.F., Korotkih U.G. i dr. 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. - 424s.
Zubcaninov V.G., Ohlopkov N.L., Garannikov V.V. Eksperimental’naa plasticnost’. - Tver’: TGTU, 2003. - Kn. 1. Processy sloznogo deformirovania. - 172s.
Zubcaninov V.G., Ohlopkov N.L., Garannikov V.V. Eksperimental’naa plasticnost’. - Tver’: TGTU, 2004. - Kn. 2. Processy sloznogo nagruzenia. - 184 s.
Zubcaninov V. G., Gul’taev V. I., Zubcaninov D. V. Eksperimental’noe issledovanie processov sloznogo deformirovania materiala St 45 na mnogozvennyh traektoriah // Problemy procnosti i plasticnosti: Mezvuz. sbornik. - N. Novgorod: Izd-vo Nizegorodskogo gosuniversiteta, 2007. - Vyp. 69. - S. 95-98.
Ohasi I. Neuprugoe povedenie stali 316 pri mnogoosnyh neproporcional’nyh cikliceskih nagruzeniah pri povysennoj temperature // Trudy Amer. ob-va inz.-meh. Ser. D. Teoret. osnovy inz. rascetov. - 1985. - T. 107, No 2. - S. 6-15.
Ohasi I. Plasticeskoe deformirovanie nerzaveusej stali tipa 316 pod dejstviem nesinfaznyh ciklov po deformacii // Trudy Amer. ob-va inz.-meh. Ser. D. Teoret. osnovy inz. rascetov. - 1985. - T. 107, No 4. - S. 61-73.
Lemba G.S., Sajdbottom O.M. Plasticnost’ pri cikliceskom deformirovanii po neproporcional’nym traektoriam. Cast’ 1. Eksperimenty s cikliceskim uprocneniem, prisposoblaemost’u i posleduusim deformacionnym uprocneniem // Trudy Amer. ob-va inz.-meh. Ser. D. Teoret. osnovy inz. rascetov. - 1978. - T. 100, No 1. - S. 108-117.
Makdauell D.L. Eksperimental’noe izucenie struktury opredelausih uravnenij dla neproporcional’noj cikliceskoj plasticnosti // Trudy Amer. ob-va inz.-meh. Ser. D. Teoret. osnovy inz. rascetov. - 1985. - T. 107, No 4. - S. 98-111.
Bernard-Konnoli M., B’u-Kuok T., Biron A. Ustalost’ korrozionnostojkoj stali 304 pri ispytaniah v usloviah mnogostupencatoj kontroliruemoj deformacii // Trudy Amer. ob-va inz.-meh. Ser. D. Teoret. osnovy inz. rascetov. - 1983. - T. 105, No 3. - S. 47-53.
Kazakov D.A., Kapustin S.A., Korotkih U.G. Modelirovanie processov deformirovania i razrusenia materialov i konstrukcij. - N. Novgorod: Izd-vo NNGU, 1999. - 226s.
Bodner S.R., Lindholm U.S. Kriterij prirasenia povrezdenia dla zavisasego ot vremeni razrusenia materialov // Trudy Amer. ob-va inz.-meh. Ser. D. Teoret. osnovy inz. rascetov. - 1976. - T. 100, No 2. - S. 51-58.
Lemetr Z. Kontinual’naa model’ povrezdenia, ispol’zuemaa dla rasceta razrusenia plasticnyh materialov // Trudy Amer. ob-va inz.-meh. Ser. D. Teoret. osnovy inz. rascetov. - 1985. - T. 107, No 1. - S. 90-98.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2009 Computational Continuum Mechanics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
