Задача о кручении цилиндрического тела с учетом разупрочнения

Разупрочнение материала - это процесс, который начинается после достижения критического напряженного состояния. Данный процесс характеризуется снижением уровня напряжений при растущих деформациях и может развиваться при равновесном накоплении структурных повреждений. Равновесное накопление повреждений в структуре материала возможно при обеспечении заданных перемещений точек границы тела, то есть при «жестком» нагружении, а также при достаточной жесткости нагружающей системы. Конструкция становится неспособной выдерживать нагрузки только тогда, когда зоны с ослабленными связями достаточно развиты. Из этого следует, что учет разупрочнения в расчетах на прочность позволяет более точно определить несущую способность конструкции. В работе получено аналитическое решение для задачи кручения однородного цилиндрического тела круглого поперечного сечения при его «жестком» нагружении с учетом разупрочнения материала. Рассмотрены кусочно-линейные аппроксимации упругой и упругопластической среды с линейным разупрочнением на закритической стадии деформирования. Приведены эпюры распределения напряжений по сечению; построены графики зависимости максимального значения крутящего момента и экстремального значения относительного угла закручивания сечения от параметров диаграммы деформирования. Определены зависимости крутящего момента от относительного угла поворота сечений для стадии начальной закритической деформации и стадии закритической деформации и разрушения. Построены графики зависимости крутящего момента от угла поворота сечения. Определены резервы несущей способности конструкции. Отмечено, что учет разупрочнения при кручении цилиндрического тела круглого поперечного сечения целесообразен при расчетах на прочность, а также при определении коэффициента запаса системы.