On the physical equations of a deformable body at the loading step with implementation based on a mixed FEM

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

To obtain the deformation matrix of the prismatic finite element at the loading step, taking into account the physical nonlinearity, three variants of physical equations were used. In the first variant, the defining equations of the theory of plastic flow are implemented, according to which the increment of deformations is divided into elastic and plastic parts. The increment of elastic deformations is related to the increments of stresses by Hooke's law. The relationship of plastic strain increments with stress increments is determined based on the hypothesis of the proportionality of the components of the plastic strain increment tensor to the components of the stress deviator. In the second variant, the components of the plastic strain increment tensor are obtained on the basis of the proposed hypothesis about the proportionality of these components to the components of the stress increment deviator at the loading step. In this variant, as well as in the first variant, the hypothesis of incompressibility of the material during plastic deformation is accepted. In the third variant, the defining equations at the loading step were obtained on the basis of the proposed hypothesis about the proportionality of the components of the deformation increment deviator to the components of the stress increment deviator without dividing the deformation increments into elastic and plastic parts. The proportionality coefficient turned out to be a function of the chord modulus of the deformation diagram. The hypothesis of incompressibility of the material during plastic deformation was not accepted, but the dependence between the first invariants of strain tensors and stress tensors obtained from the experiment was realized. For comparison with the first and second variants of the defining equations, this dependence between the first invariants of strain and stress tensors is determined by the elastic deformation formula. A prismatic element with triangular bases is adopted as the finite element. Displacement increments and stress increments are taken as nodal unknowns. Approximation of the desired values of the finite element method, in a mixed formulation through nodal values, was carried out using linear functions. The stress-strain state matrix is presented on the basis of a mixed functional obtained from the physical expression of the equality of the possible and actual work of external and internal forces at the loading step with the replacement of the actual work of internal forces by the difference of the full and additional work of internal forces. The calculation example shows an adequate correspondence in the calculation results based on the considered variants of the physical relations and the preference of the third variant of the defining equations of the theory of plasticity is noted.

Авторлар туралы

Natalia Gureeva

Financial University under the Government of the Russian Federation; Volgograd state agricultural academy

49 Leningradsky Prospekt, Moscow 125993, Russia

Rumiya Kiseleva

Volgograd State Agricultural University

26 Universitetskiy Prospekt, Volgograd 400002, Russia

Yuri Klochkov

Volgograd State Agricultural University; Volgograd state agricultural academy

26 Universitetskiy pr., Volgograd 400002, Russia

Anatoly Nikolaev

Volgograd State Agricultural University; Volgograd state agricultural academy

26 Universitetskiy pr., Volgograd 400002, Russia

Vitaly Ryabukha

Volgograd State Agricultural University; Volgograd state agricultural academy

26 Universitetskiy Prospekt, Volgograd 400002, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Малинин Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. Москва : Машиностроение, 1975. 400 с. EDN: VLPSRF
  2. Голованов А. И., Султанов Л. У. Математические модели вычислительной нелинейной механики деформируемых сред. Казань : Казанский гос. ун-т, 2009. 464 с. EDN: QJWGNN
  3. Петров В. В. Нелинейная инкрементальная строительная механика. Москва : Инфра-Инженерия, 2014. 480 с. EDN: SFTTJV
  4. Бате К. Ю. Метод конечных элементов / пер. с англ. В. П. Шидловского ; под ред. Л. И. Турчака. Москва : Физматлит, 2010. 1022 с.
  5. Левин В. А. Нелинейная вычислительная механика прочности : в 5 т. Т. 1. Модели и методы. Образование и развитие дефектов. Москва : Физматлит, 2015. 456 с.
  6. Голованов А. И., Тюленева О. Н., Шигабутдинов А. Ф. Метод конечных элементов в статике и динамике тонкостенных конструкций. Москва : Физматлит, 2006. 392 с. EDN: QJPXPV
  7. Гуреева Н. А., Арьков Д. П. Реализация деформационной теории пластичности в расчетах плосконапряженных пластин на основе МКЭ в смешанной формулировке // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2011. № 2. С. 12–15. EDN: NUPEON
  8. Самуль В. И. Основы теории упругости и пластичности : учебное пособие. Москва : Высшая школа, 1982. 264 с.
  9. Демидов С. П. Теория упругости. Москва : Высшая школа, 1979. 432 с.
  10. Гуреева Н. А., Клочков Ю. В., Николаев А. П., Юшкин В. Н. Напряженно-деформированное состояние оболочки вращения при использовании различных формулировок трехмерных конечных элементов // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2020. Т. 16, № 5. С. 361–379. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-5-361-379, EDN: RRVXBB

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML


Creative Commons License
Бұл мақала лицензия бойынша қолжетімді Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».