Вариант структурно-аналитической мезомеханики для тел с концентраторами напряжений
Автор: Малинин В.Г., Малинина Н.А., Малинин В.В., Димов А.А.
Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 5 (74), 2018 года.
Бесплатный доступ
В развиваемом подходе учитывается многоуровневая и многостадийная природа разрушения. Появлению микротрещин, непременно, предшествует формирование зон структурных концентраторов с критической дефектной структурой, которая характеризуется с помощью диагностических параметров метода магнитной памяти в виде соответствующих инвариантов тензора магнитной дисторсии. Названные диагностические параметры вместе с полем эффективных напряжений позволяют моделировать процесс образования структурных (микро и мезо) трещин. Трещины создают структурные повреждения, способные при надлежащих условиях к дальнейшему росту. Когда такое свойство приобретает большое количество структурных трещин, возникают предпосылки к макроскопическому разрушению, которое произойдет, если только тело достаточно повреждено. Предложенный структурно-аналитический подход позволил создать гибкую систему критериев разрушения, применить многомодельный анализ к вопросам разрушения при макронеоднородном напряженном состоянии, в том числе, и в условиях сложного напряженного состояния. Отличительной особенностью от существующих критериев в предложенном подходе является то, что удалось учесть фактор влияния зон структурных концентраторов напряжений и их развития на разрушение конкретных материалов. Особая ценность заключается в том, что при таком подходе удается выполнять прочностную диагностику в конкретном месте реального изделия. Важным результатом работы является введение новых характеристик магнитомеханического эффекта - тензора магнитной дисторсии и векторной интенсивности, которые характеризуют неравномерность распределения СМПР и позволяют при формулировке критериев разрушения учитывать влияние зон структурных концентраторов реальных материалов. На основе развития методов структурно-аналитической мезомеханики учитывая фактор влияния структурных и макроскопических концентраторов напряжений на процессы зарождения и развития пластических деформаций и повреждаемости материала сформулированы критерии разрушения для тел, содержащих геометрические концентраторы напряжений. Влияние режимов нагружения на структурно-механические свойства материала отражается при произвольном нагружении с помощью созданных математических моделей, характеризующих наследственные свойства материала и магнитомеханический эффект.
Структурно-аналитическая мезомеханика разрушения тел с геометрическими концентраторами напряжений, тензорные характеристики собственного магнитного поля рассеяния
Короткий адрес: https://sciup.org/147228757
IDR: 147228757 | УДК: 539.4.013.3 | DOI: 10.15217/issn2587-666X.2018.5.54
Option of structural-analytical mesomechanics for bodies with stress concentrators
The developed approach takes into account the multi-level and multi-stage nature of destruction. The appearance of microcracks is necessarily preceded by the formation of zones of structural concentrators with a critical defective structure, which is characterized using diagnostic parameters of the magnetic memory method in the form of corresponding invariants of the magnetic distortion tensor. These diagnostic parameters along with the field of effective stresses, make it possible to simulate the formation of structural (micro and meso) cracks. The cracks create structural damage that can, under certain conditions, grow further. When such a property acquires a large number of structural cracks, there are prerequisites for macroscopic destruction, which will occur if only the body is sufficiently damaged. The proposed structural and analytical approach allowed us to create a flexible system of fracture criteria, to apply a multi-model analysis to the problems of destruction under a macro-inhomogeneous stress state or a complex stress state. A distinctive feature of the existing criteria in the proposed approach is that it was possible to take into account the factor of influence of zones of structural stress concentrators and their development on the destruction of specific materials. The fact that it is possible to perform strength diagnostics in a specific place of a real product with such an approach is of particular value. An important result of the work is the introduction of new characteristics of the magnetomechanical effect, that is the magnetic distortion and vector-intensity tensor, which characterize the non-uniform distribution of the self magnet field diffusing and allow the formulation of fracture criteria to take into account the influence of zones of structural concentrators of real materials. On the basis of the development of structural and analytical mesomechanics methods, taking into account the influence of structural and macroscopic stress concentrators on the nucleation and development of plastic deformations and damageability of the material, fracture criteria are formulated for bodies containing geometric stress concentrators. The influence of loading regimes on the structural and mechanical properties of a material is reflected at arbitrary loading with the help of the created mathematical models characterizing the hereditary properties of the material and the magnetomechanical effect.
Список литературы Вариант структурно-аналитической мезомеханики для тел с концентраторами напряжений
- Лихачёв В.А., Малинин В.Г Структурно-аналитическая теория прочности: монография. Спб.: Наука, 1993. 471 с.
- Голенков В.А., Малинин В.Г., Малинина Н.А. Структурно-аналитическая мезомеханика и её приложения: монография. М.: Машиностроение, 2009. 635 с.
- Леонов М.Я., Русинко К.Н. Макронапряжения упругого тела // ПМТФ. 1963. № 1. С. 104-110.
- Леонов М.Я., Востров В.К. К теории сдвиго-трещинообразования // Докл. АН СССР. 1980. Т. 253. № 4. С. 832-836.
- Малинин В.Г., Малинин В.В. Структурно-механический подход при формулировке критерия разрушения // Успехи строительной механики и теории сооружений: сборник научных статей к 75-летию со дня рождения В.В. Петрова. Саратов, 2010. С. 155-162.
- Малинин В.Г., Малинин В.В. Двухуровневый структурно-механический градиентный критерий разрушения // Известия ОрелГТУ. «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии». 2008. № 1/269 (544). С. 8-13.
- Магнитомеханический эффект и его тензорные характеристики. Диагностика оборудования и конструкций с использованием магнитной памяти металла / А.А. Дубов, В.Г. Малинин, В.В. Малинин, Н.А. Малинина // Пятая международная научно-техническая конференция: сб. докл. М.: ООО «Энергодиагностика», 2009. С.43-46.
- Дубов А.А., Дубов Ал.А., Колокольников С.М. Метод магнитной памяти металла (ММП) и приборы контроля: учебное пособие. Изд-во-ЗАО «Тиссо», 2003. 320 с.
- Леган М.А. Применение градиентного критерия для оценки хрупкого разрушения в зоне концентрации напряжений // Краевые задачи и математическое моделирование: сб. трудов 5-й Всерос. науч. конференции. Т. 1. Новокузнецк: НФИ КемГУ, 2002. С. 34-39.
