Кривые длительной прочности нелинейной модели вязкоупругопластичности типа Максвелла и правило суммирования поврежденности при ступенчатых нагружениях


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследуется нелинейное определяющее соотношение типа Максвелла для вязкоупругопластичных материалов с двумя произвольными материальными функциями одного аргумента с целью выявления арсенала его возможностей и области применимости, в частности, возможности подключения к нему критериев для описания разрушения при ползучести с постоянным или кусочно-постоянным напряжением. При минимальных первичных ограничениях на материальные функции выведены уравнения теоретических кривых длительной прочности, порожденных соотношением типа Максвелла в сочетании с деформационными и энергетическим (диссипативным) критериями разрушения, а также с интегральными критериями, учитывающими историю деформирования. Аналитически изучены и сопоставлены общие свойства этих кривых. Показано, что они адекватно описывают типичные свойства экспериментальных кривых длительной прочности вязкоупругопластических материалов. Для найденных зависимостей времен разрушения от напряжения проверено выполнение правила линейного накопления поврежденности при ступенчатом нагружении и выведены формулы для величины (и знака) отклонений от него. В частности доказано, что для нелинейного соотношения типа Максвелла в сочетании с диссипативным критерием разрушения всегда в точности выполняется правило линейного накопления поврежденности при любом ступенчатом нагружении, а для деформационного критерия оно, наоборот, никогда не выполняется, но дает оценку сверху или снизу для времени разрушения в зависимости от знака скачка напряжения.

Об авторах

Андрей Владимирович Хохлов

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики

Email: andrey-khokhlov@ya.ru
(к.т.н; andrey-khokhlov@ya.ru), старший научный сотрудник, лаб. упругости и пластичности Россия, 119192, Москва, Мичуринский проспект, 1

Список литературы

  1. Качанов Л. М. Теория ползучести. М.: Физматгиз, 1960. 456 с.
  2. Работнов Ю. Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. 752 с.
  3. Локощенко А. М. Ползучесть и длительная прочность металлов. М.: Физматлит, 2016. 504 с.
  4. Радченко В. П., Еремин Ю. А. Реологическое деформирование и разрушение материалов и элементов конструкции. М.: Машиностроение-1, 2004. 265 с.
  5. Betten J. Creep Mechanics. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2008. 367 pp.
  6. Bergstrom J. S. Mechanics of Solid Polymers. Theory and Computational Modeling. Amsterdam: William Andrew is an imprint of Elsevier, 2015. 520 pp.
  7. Махутов Н. А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. 272 с.
  8. Хохлов А. В. Определяющее соотношение для реологических процессов: свойства теоретических кривых ползучести и моделирование затухания памяти // Известия РАН. МТТ, 2007. № 2. С. 147-166.
  9. Хохлов А. В. Определяющее соотношение для реологических процессов c известной историей нагружения. Кривые ползучести и длительной прочности // Изв. РАН. МТТ, 2008. № 2. С. 140-160.
  10. Хохлов А. В. Критерии разрушения при ползучести, учитывающие историю деформирования, и моделирование длительной прочности // Изв. РАН. МТТ, 2009. № 4. С. 121-135.
  11. Хохлов А. В. Общие свойства кривых ползучести и длительной прочности, порождаемых нелинейной теорией наследственности Ю. Н. Работнова: Отчет о НИР № 5288. М.: НИИ механики МГУ, 2015. 74 с.
  12. Хохлов А. В. Свойства нелинейной модели вязкоупругопластичности типа Максвелла с двумя материальными функциями // Вестник МГУ. Сер. 1. Математика, механика, 2016. № 6. С. 36-41.
  13. Локощенко A. М., Шестериков С. А. К проблеме оценки длительной прочности при ступенчатом нагружении // ПМТФ, 1982. № 2. С. 139-143.
  14. Радченко В. П., Кичаев П. Е. Энергетическая концепция ползучести и виброползучести металлов. Самара: СамГТУ, 2011. 157 с.
  15. Никитенко А. Ф., Соснин О. В. О разрушении при ползучести // ПМТФ, 1967. № 3. С. 74-75.
  16. Соснин О. В., Горев Б. В., Никитенко А. Ф. Энергетический вариант теории ползучести. Новосибирск: ИГиЛ СО АН СССР, 1986. 95 с.
  17. Никитенко А. Ф. Ползучесть и длительная прочность металлических материалов. Новосибирск: НГАСУ, 1997. 278 с.
  18. Соснин О. В., Никитенко А. Ф., Горев Б. В. К обоснованию энергетического варианта теории ползучести и длительной прочности металлов // ПМТФ, 2010. С. 188-197.
  19. Федоров В.В. Термодинамический метод оценки длительной прочности // Пробл. прочности, 1972. № 9. С. 45-47.
  20. Радченко В.П. Энергетический вариант одноосной теории ползучести и длительной прочности // ПМТФ, 1991. № 4. С. 172-179.
  21. Радченко В. П., Кичаев Е. К., Симонов А. В. Энергетический вариант модели реологического деформирования и разрушения металлов при совместном действии статических и циклических нагрузок // ПМТФ, 2000. № 3. С. 169-175.
  22. Хохлов А. В. Нелинейная модель вязкоупругопластичности типа Максвелла: свойства кривых ползучести при ступенчатых нагружениях и условия накопления пластической деформации // Машиностроение и инженерное образование, 2016. № 3. С. 35-48.
  23. Хохлов А. В. Нелинейные модели вязкоупругости типа Максвелла. Особенности их поведения, скоростная чувствительность и возможность использования для описания ползучести и сверхпластичности материалов: Отчет о НИР № 5193. М.: НИИ механики МГУ, 2013. 108 с.
  24. Городцов В. А., Леонов А. И. О кинематике, неравновесной термодинамике и реологических соотношениях в нелинейной теории вязкоупругости // ПММ, 1968. Т. 32, № 1. С. 70-94.
  25. Leonov A. I., Lipkina E. Ch., Paskhin E. D., Prokunin A. N. Theoretical and experimental investigations of shearing in elastic polymer liquids // Rheol. Acta, 1976. vol. 15, no. 7/8. pp. 411-426. doi: 10.1007/BF01574496.
  26. Пальмов В. А. Реологические модели в нелинейной механике деформируемых тел // Успехи механики, 1980. Т. 3, № 3. С. 75-115.
  27. Прокунин А. Н. О нелинейных определяющих соотношениях максвелловского типа для описания движения полимерных жидкостей // ПММ, 1984. Т. 48, № 6. С. 957-965.
  28. Leonov A. I., Prokunin A. N. Non-linear Phenomena in Flows of Viscoelastic Polymer Fluids. London: Chapman and Hall, 1994. xvii+475 pp. doi: 10.1007/978-94-011-1258-1.
  29. Leonov A. I. Constitutive equations for viscoelastic liquids: Formulation, analysis and comparison with data // Rheology Series, 1999. vol. 8. pp. 519-575. doi: 10.1016/S0169-3107(99)80040-9.
  30. Cao Y. Determination of the creep exponent of a power-law creep solid using indentation tests // Mech. Time-Depend. Mater, 2007. vol. 11, no. 2. pp. 159-172. doi: 10.1007/s11043-007-9033-6.
  31. Naumenko K., Altenbach H., Gorash Y. Creep Analysis with a Stress Range Dependent Constitutive Model // Arch. Appl. Mech., 2009. vol. 79, no. 6. pp. 619-630. doi: 10.1007/s00419-008-0287-5.
  32. Радченко В. П., Шапиевский Д. В. Анализ нелинейной обобщенной модели Максвелла // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2005. № 38. С. 55-64. doi: 10.14498/vsgtu372.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Самарский государственный технический университет, 2016

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).