Damaged medium model for evaluating the durability of structural steels subject to fatigue–creep mechanisms of degradation

Damaged medium model for evaluating the durability of structural steels subject to fatigue–creep mechanisms of degradation

Автор: Volkov Ivan Аndreevich, Volkov Аndrey Ivanovich, Korotkikh Yuriy Georgievich, Tarasov Ivan Sergeevich

Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm

Статья в выпуске: 2 т.6, 2013 года.

Бесплатный доступ

Within the framework of mechanics of defective materials (MDM), a mathematical model is developed which takes into account damage accumulation in structural steels subject to combined degradation mechanisms such as fatigue and creep. A summation damage algorithm is derived to study the low cycle creep-fatigue interaction. Experimental and theoretical methods are presented to determine material parameters for MDM equations describing the degradation of the initial mechanical properties of structural materials (metals and their alloys) under fatigue and creep conditions. The process of viscoelastoplastic deformation of steel 12X18H9 is studied numerically. By comparing the obtained numerical results with the data of full scale experiments, we get the evidence supporting the validity of the constitutive MDM-relations and the methods proposed for estimating material parameters under fatigue and creep conditions.

Еще

Plasticity, creep, low- and high-cycle fatigue, mechanics of defective materials, basic experiment, damage, material parameters

Короткий адрес: https://sciup.org/14320674

IDR: 14320674

Список литературы Damaged medium model for evaluating the durability of structural steels subject to fatigue–creep mechanisms of degradation

  • Митенков Ф.М., Кайдалов В.Б., Коротких Ю.Г. и др. Методы обоснования ресурса ядерных энергетических установок/Под. ред. Ф.М. Митенкова. -М.: Машиностроение, 2007. -448 с.
  • Волков И.А., Коротких Ю.Г. Уравнения состояния вязкоупругопластических сред с повреждениями. -М.: Физматлит, 2008. -424 с.
  • 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.
  • 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.
  • Гомюк, Бью Куок Т. Расчет долговечности коррозионностойкой стали 304 в условиях взаимодействия усталости и ползучести с использованием теории непрерывного повреждения//Труды Амер. об-ва инж.-мех. Сер. Д. Теорет. основы инж. расчетов. -1986. -Т. 108, № 3. -С. 111-136.
  • Гомюк, Бью Куок Т., Бирон А. Изучение поведения стали 316 при нагружениях по схемам усталости, ползучести и совместного действия усталости и ползучести//Современное машиноведение. -1991. -№ 1. -С. 14-23.
  • Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение. -М.: Мир, 1984. -624 с.
  • Казанцев А.Г. Исследование взаимодействия малоцикловой усталости и ползучести при неизотермическом нагружении//Проблемы прочности. -1985. -№ 5. -С. 25-31.
  • Chaboche J.L. Constitutive equation for cyclic plasticity and cyclic viscoplasticity//Int. J. Plasticity. -1989. -V. 5, N. 3. -P. 247-302.
  • Волков И.А, Коротких Ю.Г., Тарасов И.С. Моделирование сложного пластического деформирования и разрушения металлов при многоосном непропорциональном нагружении//ПМТФ. -2009. -Т. 50, № 5. -С. 193-205.
  • Коротких Ю.Г., Волков И.А, Тарасов И.С., Фомин М.Н. Обоснование применимости эволюционного уравнения накопления повреждений для оценки малоцикловой усталости металлов//Проблемы прочности и пластичности. -2010. -№ 72. -С. 46-56.
  • Волков И.А., Коротких Ю.Г., Тарасов И.С. Численное моделирование накопления повреждений при сложном пластическом деформировании//Вычисл. мех. сплош. сред. -2009. -Т. 2, № 1. -С. 5-18.
  • Шишулин Д.Н., Волков И.А., Казаков Д.А., Пичков С.Н. Моделирование основных закономерностей процесса деформирования и накопления повреждений в конструкционных материалах на базе концепции механики повреждённой среды//Проблемы прочности и пластичности. -2012. -№ 74. -С. 16-27.
  • Volkov I.A., Korotkikh Yu.G., Tarasov I.S., Shishulin D.N. Numerical modeling of elastoplastic deformation and damage accumulation in metals under low-cycle fatigue conditions//Strength Mater. -2011. -V. 43, N. 4. -P. 471-485.
  • Benallal A., Marquis D. Constitutive equations for nonproportional cyclic elasto-viscoplasticity//J. Eng. Mater. Technol. -1987. -V. 109, N. 4. -P. 326-336.
  • Lemaitre J. Damage modelling for prediction of plastic or creep fatigue failure in structures//Trans. 5th Int. Conf. SMRiT, Berlin, Germany. -1979. -V. L, L5/1 b. -P. 1-8.
  • Murakami S., Imaizumi T. Mechanical description of creep damage and its experimental verification//J. Méc. Théor. Appl. -1982. -V. 1. -P. 743-761.
  • Волков И.А., Коротких Ю.Г., Шишулин Д.Н. Принципы и методы определения скалярных материальных параметров теории пластического течения с кинематическим и изотропным упрочнением//Вычисл. мех. сплош. сред. -2010. -Т. 3, № 3. -С. 46-57.
  • Ле Мэй. Развитие параметрических методов обработки результатов испытаний на ползучесть и длительную прочность//Труды Амер. об-ва инж.-мех. Сер. Д. Теорет. основы инж. расчетов. -1979. -Т. 101, № 4. -С. 19-24.
  • Мэнсон, Энсайн. Успехи за последнюю четверть века в развитии методов корреляции и экстраполяции результатов испытаний на длительную прочность//Труды Амер. об-ва инж.-мех. Сер. Д. Теорет. основы инж. расчетов. -1979. -Т. 101, № 4. -С. 9-18.
  • Можаровская Т.Н. Программа и методика исследования ползучести и длительной прочности материалов с учётом вида девиатора напряжений и истории нагружения//Проблемы прочности. -1984. -№ 11. -С. 83-88.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp