Структурно-феноменологическая модель усталостного накопления повреждений и разрушения неоднородных сред
Автор: Вильдеман В.Э., Мугатаров А.И.
Статья в выпуске: 4, 2025 года.
Бесплатный доступ
На основе предложенного Ю.В. Соколкиным подхода к математическому моделированию процессов усталостного разрушения структурно неоднородных сред, в рамках концепции поврежденности Ю.Н. Работнова и Л.М. Качанова в данном исследовании разработана двухуровневая структурно-феноменологическая модель усталостного накопления повреждений и разрушения неоднородного тела. Подробно рассмотрен переход от наиболее простых критериев и моделей усталости и моделей накопления повреждений к предложенной модели, учитывающей изменение деформационных и прочностных характеристик структурных элементов по мере роста числа циклов воздействия. Приведена постановка краевой задачи деформирования и разрушения структурно неоднородного тела с учетом усталостного накопления повреждений. Разработан алгоритм решения поставленной краевой задачи. Отмечена перспективность применения разработанной модели для прогнозирования долговечности конструкций, их механического поведения на макроуровне после предварительных циклических воздействий, а также рассмотрения кинетики процессов накопления повреждений и разрушения.
Структурно неоднородная среда, композит, усталость, накопление повреждений, многоуровневые модели
Короткий адрес: https://sciup.org/146283322
IDR: 146283322 | УДК: 539.4 | DOI: 10.15593/perm.mech/2025.4.04
Structural-phenomenological model of fatigue damage accumulation and failure of inhomogeneous solids
Based on the approach to mathematical modeling of the fatigue failure processes of structurally inhomogeneous media proposed by Yu. V. Sokolkin, within the framework of the damage concept of Yu. N. Rabotnov and L. M. Kachanov, a two-level structural-phenomenological model of fatigue damage accumulation and failure of an inhomogeneous body is developed in this paper. The transition from the simplest fatigue criteria, fatigue models, and models of damage accumulation to the proposed model that takes into account the change in deformation and strength characteristics of structural elements as the number of loading cycles increases is considered in detail. The statement of the boundary value problem of deformation and fracture of a structurally inhomogeneous body is presented, taking into account the fatigue damage accumulation. An algorithm for solving the stated boundary value problem is developed. The prospects of using the developed model for predicting the durability of structures, their mechanical behavior at the macrolevel after preliminary cyclic loading, as well as considering the kinetics of damage accumulation and fracture processes are noted.
