Описание деформационных свойств материалов при расчетах малоцикловой усталости
Автор: Чернявский Олег Федорович, Чернявский Александр Олегович
Рубрика: Механика
Статья в выпуске: 3 т.13, 2021 года.
Бесплатный доступ
Рассматриваются вопросы достоверности результатов расчетов долговечности конструкций, работающих в условиях циклического неупругого деформирования. Учитывается ограниченность имеющейся экспериментальной информации и особенности расчетных технологий. Показано, что деление процесса эксплуатации на стадии (приработка, стабильная работа, предразрушение) и явное выделение типов неупругого циклического деформирования (знакопеременное течение, одностороннее накопление деформаций, их комбинация) позволяют указать, какие из результатов ограниченных расчетов, проведение которых возможно в сегодняшних условиях, являются достоверными, а какие - заведомо нет. Без такого деления обосновать достоверность результатов невозможно - по крайней мере в настоящее время, пока физические «первопринципные» модели материалов слишком сложны для применения в расчетах конструкций, а эмпирические не могут быть построены из-за недостатка данных. Приведен пример расчета, демонстрирующий как нестандартное использование существующих в пакетах МКЭ средств для более полного описания свойств материала, так и существенное различие результатов в зависимости от способа учета рассматриваемых эффектов.
Малоцикловая усталость, знакопеременное деформирование, прогрессирующее накопление деформаций, расчет кинетики деформирования
Короткий адрес: https://sciup.org/147235283
IDR: 147235283 | DOI: 10.14529/mmph210307
Список литературы Описание деформационных свойств материалов при расчетах малоцикловой усталости
- Мэнсон, С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость / С. Мэнсон. - М.: Машиностроение, 1974. - 343 с.
- Coffin, L.F. A Study of the Effects of Cyclic Thermal Stresses on a Ductile Metal / L.F. Coffin, N.Y. Schenectady // Trans. ASME (Ser. A). - 1954. - Vol. 76, no. 6. - P. 931-950.
- Серенсен, С.В. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению / C.В. Серенсен. - М.: Атомиздат, 1975. - 191 с.
- Механические свойства сталей и сплавов при нестационарном нагружении. Справочник / Д.А. Гохфельд, Л.Б. Гецов, К.М. Кононов и др. - Екатеринбург, УрО РАН, 1996. - 408 с.
- Серенсен, С.В. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность: Руководство и справ. пособие / С.В. Серенсен, В.П. Когаев, Р.М. Шнейдерович. - М.: Машиностроение, 1975. -488 с.
- Portella P.D. Low Cycle Fatigue and Elasto-Plastic Behaviour of Materials / P.D. Portella, K.-T.Rie. - Elsevier publ., 2005. - 890 p.
- ГОСТ 25.502-79. Расчёты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. - Москва: Изд-во стандартов, 1986. - 34 с.
- ГОСТ 25.505-85. Расчёты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытаний на малоцикловую усталость при термомеханическом нагружении. -Москва: Изд-во стандартов, 1985. - 14 с.
- ASTM E606 / E606M-19e1. Standard Test Method for Strain-Controlled Fatigue Testing. -ASTM International, West Conshohocken, PA, 2019.
- ASME Boiler and Pressure Vessel Code. Section VIII - Rules for Construction of Pressure Vessels. Division 1 (BPVC-VIII-1 - 2019) - American Society of Mechanical Engineers, 2019. - 796 p. ISBN 9780791872871.
- ASME Boiler and Pressure Vessel Code. Section VIII - Rules for Construction of Pressure Vessels. Division 2-Alternative Rules (BPVC-VIII-2 - 2019) - American Society of Mechanical Engineers, 2019. - 872 p. ISBN 9780791872888.
- Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок ПНАЭ Г-7-002-86. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 527 с.
- Махутов, Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В 2-х ч. Ч. 1: Критерии прочности и ресурса / Н.А. Махутов. - Новосибирск: Наука, 2005. - 493 с.
- ANSYS Mechanical User Guide - ANSYS Inc., 2020, 2422 p.
- LS-DYNA user's manual. - Livermore Software Technology Inc., 2020. - Vol. 2. - 3527 p.
- Bree, J. Elastic-Plastic Behavior of Thin Tubes Subjected to Internal Pressure and Intermittent High-Heat Fluxes with Application to Fast Nuclear Reactor Fuel Elements / J. Bree // J. Strain Anal. -1967. - Vol. 2 (3). - P. 226-238.
- Cherniavsky, O. Properties of Steels and Chromium-Nickel Alloys under Low-Cycle Combined Deformation / O. Cherniavsky, Yu. Rebiakov, A. Cherniavsky // International Journal of Fatigue. -2017. - Vol. 103. - pp. 415-418.
- Spiliopoulos, K. Direct Methods for Limit States in Structures and Materials / K. Spiliopoulos, D. Weichert. - Springer publ., 2014. - 278 p.
- Tereshin, D.A. Theoretical basis and a finite element formula for the direct calculation of steady plastic states / D.A. Tereshin, O.F. Cherniavsky // Direct Methods for Limit and Shakedown Analysis of Structures. Springer, Cham, 2015. - P. 81-104.
- Зарубин, В.С. Прикладные задачи термопрочности элементов конструкций / В.С. Зарубин. - М.: Машиностроение, 1985. - 293 с.
- Влияние предыстории нагружения на сопротивление материалов циклическому упруго-пластическому деформированию / Д.А. Гохфельд, С.В. Горский, К.М. Кононов, О.С. Садаков // Проблемы прочности. - 1979. - № 1. - C. 6-9.
