Порошин В.Б., Шлишевский А.В. Прогнозирование деформационных и прочностных свойств металлических материалов с равномерно распределенными замкнутыми порами при однократном и циклическом нагружении // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. -2018Механика. - . -№ 4. -С. 223-233. DOI: 10.15593/perm.mech/2018 Poroshin V.B., Shlishevsky A.V. Deformation and strength properties prediction of metals with uniformly distributed closed pores under single and cyclic loading.
Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), Челябинск, Россия О СТАТЬЕ АННОТАЦИЯ Получена: 03 июля 2018 г. Принята: 23 ноября 2018 г. Опубликована: 28 декабря 2018 г.Рассмотрена методика прогнозирования деформационных и прочностных свойств металлических материалов с равномерно распределенными по объему изделия дефектами в виде газовых пузырьков при однократном и циклическом нагружении. Предлагаемый подход базируется на использовании соответствующих характеристик бездефектного материала (диаграммы деформирования, ресурса пластичности, кривой циклического деформирования и циклической кривой, а также кривой усталости) и результатах численных экспериментов на моделях образцов с различной объемной долей дефектов (степенью пористости среды). Анализ напряженно-деформированного состояния виртуальных образцов производили методом конечных элементов с использованием пакета ANSYS. Момент достижения предельного состояния -нарушения сплошности -при монотонном нагружения фиксировали с помощью деформационного критерия В.Л. Колмогорова.В условиях однократного нагружения определены упругие константы и диаграммы деформирования вплоть до момента разрушения модельной среды, имитирующей материал с различной степенью пористости. (Возможную смену механизма деформирования вследствие искажения формы стенок газовых пузырьков, сопровождаемого пластическим течением материала матрицы, не учитывали.) Отмечено свойство центрального подобия кривых деформирования.В условиях циклического нагружения получены как кривые циклического деформирования, представляющие траекторию точки состояния в пространстве «напряжение деформация» в течение цикла, так и циклические кривые -зависимости амплитуды напряжения от амплитуды деформации, -отражающие упрочнение (разупрочнение) материала различной степени пористости. Описание кривых усталости, характеризующих в данных условиях прочностные свойства, выполнено с помощью локального критерия типа уравнения Мэнсона-Лэнжера.Результаты исследования могут быть использованы как для нормирования допускаемых размеров дефектов и их плотности, так и для назначения обоснованных коэффициентов запаса прочности по напряжению, деформации и долговечности реальной пористой среды.
© ПНИПУ
Ключевые слова:пористая металлическая среда, деформационные и прочностные свойства эквивалентной сплошной среды при однократном и циклическом нагружении, численный эксперимент методом конечных элементов. Порошин Вадим Борисович -к.т.н., доц., 0000-0002-7172-4060 1 Данное исследование являетс...