Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Исследование неупругого поведения конструкционных материалов с учетом влияния скорости деформирования

Диссертация: Исследование неупругого поведения конструкционных материалов с учетом влияния скорости деформирования
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Влияние скорости деформирования и истории ее изменения на зависимость между напряжениями и деформациями конструкционных материалов изучается давно. В настоящее время не вызывает сомнений, что многие задачи пластичности и ползучести могут быть удовлетворительно решены только в том случае, если в расчет принимается скорость деформирования. За последние тридцать лет достигнуты значительные успехи… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА I. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ УРАВНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА, УЧИТЫВАЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ
    • I. Аналогия в построении теорий вязкопластичности и пластичности
    • 2. Математическая формулировка теории вяз-копластичности, учитывающей влияние скорости деформирования
    • 3. Формулировка теории вязкопластичности при отказе от понятия поверхности текучести
  • ГЛАВА II. НЕУПРУГАЯ ДЕФОРМАЦИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ СЛОЖНОГО НАЛОЖЕНИЯ
    • I. Решение задачи одноосного нагружения при €-const
    • 2. Методика определения параметров основных соотношений теории
    • 3. Экспериментальная проверка соотношений теории при S — СОЛ s
    • 4. Одноосное нагружение при 6 Г = COfi$"t
    • 5. Циклическое нагружение
    • 6. Релаксация напряжений
  • ГЛАВА III. РЕШЕНИЕ КРАЕВЫХ ЗАДАЧ
    • I. Распространение продольных волн в стержне
    • 2. Совместное растяжение и кручение стержня
  • ГЛАВА 1. У. СТАТИСТИЧЕСКИЙ ВАРИАНТ ТЕОРИИ ВЯЗКОПЛАСТИЧ НОСТИ, УЧИТЫВАЮЩЕЙ ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ
    • I. Об учете циклической нестабильности в теории вязкопластичности
    • 2. Обобщенная теория упрочнения
    • 3. О взаимосвязи статистической теории вязкопластичности с теорией пластической наследственности
    • 4. О роли начальных условий при постановке задач теорий ползучести

Исследование неупругого поведения конструкционных материалов с учетом влияния скорости деформирования (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Влияние скорости деформирования и истории ее изменения на зависимость между напряжениями и деформациями конструкционных материалов изучается давно. В настоящее время не вызывает сомнений, что многие задачи пластичности и ползучести могут быть удовлетворительно решены только в том случае, если в расчет принимается скорость деформирования. За последние тридцать лет достигнуты значительные успехи в экспериментальном исследовании влияния скорости деформирования на неупругое поведение конструкционных материалов, что позволило выявить ряд их новых свойств, Одновременно ведется и теоретическое изучение этого вопроса, однако здесь успехи значительно меньше. Исходя из имеющихся качественных закономерностей поведения конструкционных материалов при активном нагружении, различными авторами предложены определяющие соотношения, возможность применения которых в большинстве случаев носит ограниченный характер.

Важной чертой развития современных математических моделей поведения вязкопластических материалов являются попытки создания единых уравнений для описания как кратковременного неупругого поведения (высокоскоростное деформирование), так и длительного поведения (ползучесть) конструкционных материалов. Подобные уравнения позволяют естественным образом описывать взаимодействие между пластичностью и ползучестью, термический возврат, циклическое упрочнение и т. д., то есть явления, которые практически не описываются без применения специальных приемов в рамках классических определяющих соотношений.

В настоящей работе предлагается и анализируется на основе сопоставления с опытными данными вариант математической модели неупругого поведения конструкционных материалов с учетом влияния скорости деформирования. Основанием для формулировки определяющих соотношений модели послужили два главных направления в современной механике твердого деформируемого тела:

1) разработка уравнения состояния с системой кинетических уравнений для определения так называемых «структурных» параметров, характеризующих рассматриваемое состояние /1−3/;

2) создание теорий пластичности и ползучести с учетом микронапряжений и микропластических деформаций /4/. Предлагаемая модель может служить основой для инженерных расчетов конструкционных материалов, работающих в сложных режимах нагружения.

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения. В первой главе дан литературный обзор и сформулированы основные уравнения предлагаемой математической модели. Во второй, третьей и четвертой главах решены различные задачи теорий вязкоплас-тичности и определены пути уточнения определяющих уравнений. Общие выводы по диссертации рассмотрены в заключении.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Предложена математическая модель неупругого деформирования, учитывающая влияние скорости деформации. Приведены и обоснованы расчетные формулы для параметров определяющих соото ношении теории.

2. Предложен единый подход к построению теорий пластичности и вязкопластичности.

3. Решен ряд задач сложного нагружения, а также некоторые краевые задачи с применением указанной модели. Сопоставление результатов расчетов с данными экспериментов показывает, что модель в большинстве случаев хорошо описывает эффекты, возникающие при изменяющихся режимах нагружения конструкционных материалов.

4. Разработан статистический вариант теории вязкопластичности для описания явлений, протекающих при ползучести.

5. Установлена взаимосвязь статистических теорий вязкопластичности с теорией пластической наследственности, позволяющая распространить последнюю на сложное нагружение.

6. Показано, что при формулировке теорий вязкопластичности микронеоднородных сред необходимо четко оговаривать начальные условия течения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966, 752 с.
  2. Закономерности ползучести и длительной прочности. Справочник (под ред.С.А.Шестерикова). М.: Машиностроение, 1983, 101 с.
  3. С.А., Мельников Г. П., Аршакуни А. Л. К выбору уравнений состояния при ползучести. Проблемы прочности, 1980, Ш 6, с.77−81.
  4. Ю.И., Новожилов В. В. Теория пластичности, учитывающая остаточные микронапряжения. ПММ, 1959, т.22, вып.1, с.78−89.
  5. Х.А., Шапиро Г. С. 0 распространении плоских упруго-пластических волн. ПММ, 1948, т.12, вып.4, с.369−374.
  6. Т., Дюве П. Распространение пластических деформаций в телах. Механика (сб.переводов иностр. статей). М.: Мир, 1951, № 2, с.83−87. '
  7. Д. Испытания материалов при высоких скоростях нагружения. Механика (сб.переводов иностр. статей), М.: Мщ), 1950, № 3, с.64−79.
  8. Ю.Н., Суворова Ю. В. 0 законе деформирования металлов при одноосном нагружении. Изв. АН СССР, МТТ, 1972,1. В 4, с.41−54.
  9. В.В. Распространение упруго-вязко-пластических волн в стержнях. ПММ, 1948, т.12, вып. З, с.261−280.
  10. Л. Распространение продольных пластических волн с учетом влияния скорости деформации. Механика (сб.переводов иностр. статей), М.: Мир, 1952, $ I, с.153−161.
  11. Н. О распространении продольных волн в тонких упруго-вязко-пластических стержнях. Механика (сб.переводов иностр. статей). М.: Мир, 1966, № 3, с.119−133.
  12. Г. С. О моделях динамического поведения пластических тел. Ученые записки Тартуского ун-та, 1970, вып.253,с.38−44.
  13. Н.И. Продольные упруго-пластические волны в стержне. В кн.: Исследования по механике деформируемых сред. Тула: Изд. ТПИ, 1972, с.142−149.
  14. Л.А., Баранов В. Л. Вариант определяющего соотношения для материалов, чувствительных к изменению скорости деформации. В кн.: Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. Тула: Изд. ТПИ, 1978, с.180−186.
  15. Кремпл (Krempi Е.). Анализ вязкопластичности на основе полной деформации. Описание ползучести при учете начальной деформации и старения. Теор. основы инжен.расчетов, 1979, т.101, № 4, с.83−91.
  16. П. Основные вопросы вязкопластичности. М.: Мир, 1968, 175 с.
  17. Kaliski S. On certain equations of dynamics of an elastic visco — plastic body. The strain — hardening properties and the influence of strain rate. — Bull. Acad.Polon.Sci., Serie Sci.Techn., 1963, v.117,p.239−243.
  18. Ю.И., Новожилов В. В. Теория пластичности и ползучести, учитывающая наследственные свойства и влияние скорости деформирования на локальный предел текучести материала. ДАН СССР, 1978, т.238, № I, с.36−38.
  19. Ю.И., Новожилов В. В. Теория пластичности и ползучести металлов, учитывающая микронапряжения. Изв. АН СССР, ATT, 1981, Ш 5, с.99−110.
  20. Bailey R.W. Note on the softening of strain hardening metals and its relation to sreep. — J. Inst. Metals, 1926, v. 35, p.27−40.
  21. Bailey R.W. The utilization of creep test data in engineering design. The Institution of mechanical engineers. Proceedings, 1935, v.131, p.131−269.
  22. Orov/an E. The creep of metals. J. West Scotland Iron Steel Inst., 1946, v.54, p.45−53.
  23. Боднер (Bodner S.R.), Партом (Partom Y.). Уцруго-вязкопластический анализ толстостенной сферической оболочки при больших деформациях. Прикладная механика, 1972, № 3, с.115−122.
  24. Gittus J.M. Dislocation creep under cyclic stressing: physical model and theoretical equations. Acta Metall., 1978, v.26, p.305−317.
  25. Харт (Hart E.w.). Уравнения состояния для неупругой деформации металлов. Теор. основы инжен.расчетов, 1976, т.98, № 3, c. I-II.
  26. Krieg R.D. Numerical integration of some new plasticity -creep formulations. Proc. of 4 th International Congress on Structural Mechanics in Reactor Technology, San Francisco, 1977, p. M6/4.
  27. Остром (Ostrom P.), Лагнеборг (Lagneborg R.), Модель ползучести, основанная на учете возврата и атермического скольжения. Теор. основы инжен.расчетов, 1976, т.98, $ 2, с.21−34.
  28. Миллер (Miller А.). Математическая модель для монотонного и циклического изменения деформации и деформации ползучести, основанная на анализе неупругой деформации. 4.1 -Теоретические основы инженерных расчетов, 1976, т.98, № 2, c. I-II.
  29. Понтер (Ponter A.R.S.), Лекки (Leckie Р.А.). Определяющие уравнения для зависящей от времени деформации металлов. Теор. основы инжен.расчетов, 1976, т.98, $ I, с.51−56.
  30. Делф (Delph T. J,). Сравнительное исследование двух теоретических определяющих моделей в параметрах состояния. -Теор.основы инжен. расчетов, 1980, т.102, № 4, с.11−22.
  31. Kratochvil J., Dillon O.W. Thermodynamics of elastic -plastic materials as a theory with internal state variables. J.Appl.Phys., 1969, v.40, p.3207−3218.
  32. Zarka I. Modele phenomenologique unidimensionnel pour I*etude du comportement viscoplastique du polycristal en grandes deformations. -Industrie Minerale, 1973, v.15, N 4, p.53−61.
  33. Мерцер (Mercer A.M.). Применение обобщенных уравнений состояния установившейся и неустановившейся ползучести. Теор. основы инжен.расчетов, 1982, № I, с.21−29.
  34. И.З. К построению неатермической теории пластичности. Изв. АН СССР, МТТ, 1968, № I, с.130−134.
  35. В.В. О сложном нагружении и перспективах феноменологического подхода к исследованию микронапряжений. -ПММ, 1964, т.28, вып. З, с.393−400.
  36. Р.А., Вакуленко А. А. О многократном нагружении упруго-пластической среды. Изв. АН СССР. Механика, 1965, № 4, с.53−61.
  37. Я. И., Khadjinsky G.M. Theory of creep with anisotropic hardening. Int. J. of Mech. Sci., 1972, v.14, N 4, p.235−246.
  38. У тана (Oytana С.), Делобель (Delobelle P.), Мерме
  39. Mermet A,). Изучение основных уравнений при проведении экспериментов в условиях двухосного напряженного состояния. Теор. основы инжен.расчетов, 1982, т.104, № I, с.1−14.
  40. Д.Д. К теории сложных сред. ДАН СССР, 1963, т.148, № I, с.64−67.
  41. Ю.И., Кузьмин М. А. Описание процесса вязкопласти-ческого течения циклически нестабильных материалов. -Прикладные проблемы прочности и пластичности. Всесоюз. межвуз.сб./Горьк.ун-т, 1979, вып. 12, с. ПО-119.
  42. Ю.Г. О базовом эксперименте дяя модели термо-вязкопяастичности. Прикладные проблемы прочности и пластичности. Всесоюз.межвуз.сб./Горьк.ун-т, 1977, вып.6, с.3−20.
  43. Ю.Г., Крамарев Л. Н., Шнейдерович P.M. Теория неизотермической пластичности и ползучести при переменных нагрузках, основанная на концепции кинематического и изотропного упрочнения. Машиноведение, 1977, № 4, с.74−81.
  44. Г. Б. Пластичность и прочность.стали при сложном нагружении. Л.: Изд. ЛГУ, 1968., 134 с.
  45. Г. Б. Исследование эффекта Баушингера. Изв. АН СССР, Механика и машиностроение, 1964, № 6, с.131−137.
  46. О.Г. Феноменологическое описание малоцикловой усталости металлов в условиях концентрации напряжений, -В кн.: Проблемы механики твердого деформированного тела. Л.: Судостроение. 1970, с.375−380.
  47. Ю.И. 0 различных вариантах тензорно-линейных соотношений в теории пластичности. В кн.: Исследования по упругости и пластичности. Л.: Изд. ЛГУ, 1967, вып.6, с.39−45.
  48. В.В. 0 сложном нагружении и перспективах феноменологического подхода к исследованию напряжений. ПММ, 1964, т.28, № 3, с.393−400.
  49. А.А., Ленский B.C. 0 соотношениях и методах современной теории пластичности. В кн.: Успехи механики деформируемых сред. М.: Наука, 1975, с.240−255.
  50. Valanis К.С. A theory of viscoplasticity without a yield surface. Arch.Mech. Stos., v.23, 1971, p.517−551.
  51. Schapery R.A. On a thermodynamic costitutive theory and its applications to various nonlinear materials. In: Proc. IUTAEJ Symp. East Kilbride, Yune 1968 (Boley B.A. ed.) Hew York: Sprinqer — Verlaq, 1970, p.259−285.
  52. A.H. 0 связи «эндохронной» теории вязкопластич-ности с теорией пластичности Кадашевича-Новожилова. -Изв.ВУЗов, Машиностроение, 1980, № 10, с.5−8.
  53. А.А. 0 связи между напряжениями и малыми деформациями в механике сплошных сред. ПММ, 1954, т.18, вып.6, с.641−666.
  54. А. А. суперпозиция в реологии сплошной среды. -Изв.АН СССР, МГТ, 1970, № I, с. 69,-74.
  55. Бажант 3. Эндохронная теория неупругости и инкрементальная теория пластичности. В кн.: Механика деформируемых твердых тел: Направления развития. М.: Мир, 1983, с.189−229.
  56. А.Б. Единственность в малом и устойчивость в одном варианте теории пластичности. Вестник Моск. ун-та. Математика, механика, 1980, № 6, с.84−86.
  57. Rivlin R.S. Some comments on the endochronic theory of plasticity. Int.J.Solids Str., 1981, v.17,p.231−248.
  58. Ю.И., Михайлов A.H. 0 теории пластичности, не имеющей поверхности текучести. ДАН СССР, 1980, т.254, 16 3, с.574−576.
  59. Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Наука, 1971, 576 с.
  60. Karnes С.М., Ripperger Е.А. Strain-rate effekt in cold worked high purity aluminum. — J.Mech.Phys. Solids, 1966, v.14, p.75−88.
  61. Campbell I.D., Marsh K.J. The effect of strain-rate on the post yield flow of mild stell. — J.Mech. Phys. Solids, 1963, v.11, p.49−63.
  62. Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир, 1975, 534 с.
  63. Smith R.C. Studies of effect of dynamic preloads on mechanical properties of steel.-Exp.Mech., 1961, v.1,p.153−158.
  64. Klepaczko I. Strain rate history effects for polycrystalline aluminium and theory of intersections. J.Mech.Phys. Solids, 1968, v.16, p.255−266.
  65. А.Ф., Суворова Ю. В., Хазанов С. Ю. Экспериментальная проверка определяющего уравнения для металлов при нагружении и разгрузке. Изв. АН СССР, МТТ, 1974, $ 6, с.166−170.
  66. Л.И. К вопросу о разупрочнении металлов. Журналтехнической физики, 1952, т.22, с.1827−1834.
  67. Hsu I.C. Clifton R.I. Plastic waves in rate sensitive materials: parts 1,2.-J.Mech.Phys.Solids, 1974, v.22,p.233−266.
  68. Bell J.P. The physics of large deformation of cristalline Solids. Springer tracts in natural philosophy, 1968, v.14.
  69. Meguid S.A., Campbell I.D. Elastic plastic tension -torsion in a circular bar of rate — sensitive material. -J. App.Mech., 1979, v.46, p.311−316.
  70. Ю.Н., Марина В. Ю. Структурная модель среды при неизотермическом процессе нагружения. Прикладная механика, 1976, № 12, с.19−27.
  71. B.C., Кузьмин М. А. Упругопластическое деформирование конструкционного материала при переменной температуре.-Изв.ВУЗов. Машиностроение, 1969, Ш 12, с.57−60.
  72. Ю.И., Новожилов В. В. Об учете микронапряжений в теории пластичности. Инж. журнал «Механика твердого тела», 1968, Ш 3, с.82−91.
  73. Ю.И. О квазистатическом варианте теории пластического течения. Изв. АН СССР, МТТ, 1973, № 4, с.168−171.
  74. Е.Т., Мартыненко М. Е., Садаков О. С. Расширенный принцип Мазинга для описания кривых неизотермического деформирования при испытаниях с выдержками. Проблемы прочности, 1979, № II, с.46−48.
  75. Ю.И., Новожилов В. В. Обобщенная теория упрочнения. ДАН СССР, 1980, т.254, & 5, с.1096−1098.
  76. Е.Т., Садаков О. С. О ползучести конструкционных материалов при переменном нагружении. В кн.: Прочность машиностроительных конструкций при переменных нагружениях. Челябинск: ЧПтИ, 1979, с.40−48.
  77. Д. и др. Механика пластических сред. М.: Мир, 1979, 302 с.
  78. Ю.В. Условие пластического деформирования металлов при различных режимах нагружения. Изв. АН СССР, МТТ, 1974, № I, с.73−79.
  79. В.В. Сопротивление вязкоупругих материалов. М.: Наука, 1972, 327 с.
  80. Беклемишев, Н.Н., Викторов В. В., Шапиро:. Г. С. Динамика пластических деформаций. В кн.: Докл.1 Нац.конгр.по теорет. и прикл.механ. Кн.1. София: Изд-во Вьелг.Акад.наук, 1971, с.415−421.
  81. Ю.И., Клеев B.C. Учет изменения скорости деформирования при построении определяющих уравнений неупругих материалов. Прикладные проблемы прочности и пластичности. Всесоюзн.межвуз.сб./Горьк.ун-т, 1981, вып.18, с.20−22.
  82. Ю.И., Клеев B.C., Луценко A.M. О построении определяющих уравнений вязкопластичности. Строительная механика сооружений. Межвуз.сб.ЛИСИ, 1982, вып.6, с.78−79.
  83. Ю.И., Клеев B.C. О расширенном принципе Мазинга в теории вязкопластичности. Проблемы прочности, 1982,7, с.50−51.
  84. B.C. Определяющие уравнения неупругих сред, чувствительных к скорости деформирования. Все союз, симпозиум «Ползучесть в конструкциях». Днепропетровск, 1982 г., Тезисы докладов, Днепропетровск: ДГУ, 1982.
  85. Кадашевич 10.И., Клеев B.C. Влияние скорости деформирования и истории ее изменения на поведение материала. Прикладные проблемы прочности и пластичности. Всесоюз.межвуз.сб./ Горьк. ун-т, 1983, вып.23, с.3−7.
  86. Ю.И., Клеев B.C. Определяющие уравнения в механике твердого тела, учитывающие влияние скорости деформирования. Тезисы докладов УШ Всесоюзной конференции по прочности и пластичности, Пермь, 1983, с. 76.
  87. Ю.И., Клеев B.C. 0 роли начальных условий возникновения пластического течения при построении теории ползучести микронеоднородных сред. Изв. АН СССР, МТТ, 1983, В 6, с.104−106.
  88. Ю.И., Кирина Е. Л., Клеев B.C. 0 трактовке теориипластической наследственности. В сб.: Теоретико-экспериментальный метод исследования ползучести в конструкциях. Куйбышев: КПтИ, 1984, с.190−193.
  89. B.C. Об учете нестабильности в теории ползучести, учитывающей микроналряжения. П Всесоюзная конференция «Ползучесть в конструкциях». Новосибирск, 1984 г. Тезисы докладов. Ротапринт ин-та гидродинамики, 1984, с. 30.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!