Напряжённо-деформированное состояние и длительность до разрушения кольцевых пластин в условиях ползучести
Автор: Банщикова Инна Анатольевна
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 4 т.8, 2015 года.
Бесплатный доступ
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.
Кольцевые осесимметричные пластины, изгиб, ползучесть, параметр повреждённости, длительная прочность, время начала разрушения
Короткий адрес: https://sciup.org/14320779
IDR: 14320779 | DOI: 10.7242/1999-6691/2015.8.4.30
Список литературы Напряжённо-деформированное состояние и длительность до разрушения кольцевых пластин в условиях ползучести
- Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. -М: Наука, 1966. -752 с.
- Никитенко А.Ф. Ползучесть и длительная прочность металлических материалов. -Новосибирск: Изд-во НГАСУ, 1997. -278 с.
- Качанов Л.М. Теория ползучести. -М.: Физматгиз, 1960. -456 с.
- Закономерности ползучести и длительной прочности: Справочник//Под общ. ред. С.А. Шестерикова. -М.: Машиностроение, 1983. -101 с.
- Никитенко А.Ф. Нижняя и верхняя оценки времени начала разрушения элементов конструкций//ПМТФ. -2001. -Т. 42, № 1. -С. 164-169.
- Skrzypek J.J., Ganczarski A. Modeling of material damage and failure of structures. Theory and applications. -Berlin: Springer-Verlag, 1999. -326 p.
- 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.
- 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.
- Altenbach H. Topical problems and applications of creep theory//Int. Appl. Mech. -2003. -Vol. 39, no. 6. -P. 631-655.
- Золочевский А.А., Склепус А.Н., Склепус С.Н. Нелинейная механика деформируемого твердого тела. -Харьков: Бiзнес Iнвестор Груп, 2011.-720 с.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Работнов Ю.Н., Милейко С.Т. Кратковременная ползучесть. -М.: Наука, 1970. -224 с.
- Соснин О.В., Горев Б.В., Никитенко А.Ф. Энергетический вариант теории ползучести. -Новосибирск: Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева, 1986. -96 с.
- Малинин Н.Н. Исследование установившейся ползучести круглых и кольцевых осесимметрично нагруженных пластин//Расчеты на прочность. -М.: Машгиз, 1963. -Вып. 9. -С. 173-195.
- Бойл Дж., Спенс Дж. Анализ напряжений в конструкциях при ползучести. -М.: Мир, 1986. -360 с.
- 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.
