📄Работа №202769
Тема: Описание свойств материалов при расчетах конструкций на стадиях предразрушения и разрушения
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Техническая механика
Объем:
117 листов
Год:
2019
Просмотров:
53
4910
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ ОПИСАНИЯ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ 6
1.1 Условная и истинная диаграммы деформирования при однократном
нагружении 6
1.2 Циклическое нагружение 17
1.3 Длительное статическое нагружение 20
1.4 Способы описания нелинейных свойств материала в методе конечных
элементов 23
1.5 Задачи данной работы 32
2 ПОДБОР ИСТИННЫХ ДИАГРАММ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПО
СПРАВОЧНЫМ ДАННЫМ 34
2.1 Стандартные аппроксимации диаграммы деформирования 34
2.2 Подбор истинной диаграммы деформирования по экспериментальной
кривой 37
2.3 Подбор истинной диаграммы деформирования по справочным данным . 40
2.4 Обусловленность задачи 49
3 ПОДБОР ИСТИННЫХ ДИАГРАММ ДЕФОРМИРОВАНИЯ
ДЛЯ ОПИСАНИЯ «ПАДАЮЩИХ» ДИАГРАММ 54
3.1 Диаграмма деформирования при быстром нагружении 56
3.2 Модель установившейся ползучести для описания медленного
нагружения 57
3.3 Третья стадия ползучести для описания поведения материала при
медленном нагружении и повышенной температуре 66
3.4 Комбинация второй и третьей стадии ползучести для описания поведения
материала при медленном нагружении 70
3.5 Изохронные кривые для описания поведения материала при медленном
нагружении и повышенной температуры 76
3.5.1 Расчет кинетики деформирования цилиндра с внутренним давлением
для стадии установившейся ползучести (3.10) 79
3.5.2 Расчет кинетики деформирования цилиндра с внутренним давлением
для стадии неустановившейся ползучести (3.11) 84
3.5.3 Использование изохронных кривых при переменных напряжениях 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 94
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ ОПИСАНИЯ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ 6
1.1 Условная и истинная диаграммы деформирования при однократном
нагружении 6
1.2 Циклическое нагружение 17
1.3 Длительное статическое нагружение 20
1.4 Способы описания нелинейных свойств материала в методе конечных
элементов 23
1.5 Задачи данной работы 32
2 ПОДБОР ИСТИННЫХ ДИАГРАММ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПО
СПРАВОЧНЫМ ДАННЫМ 34
2.1 Стандартные аппроксимации диаграммы деформирования 34
2.2 Подбор истинной диаграммы деформирования по экспериментальной
кривой 37
2.3 Подбор истинной диаграммы деформирования по справочным данным . 40
2.4 Обусловленность задачи 49
3 ПОДБОР ИСТИННЫХ ДИАГРАММ ДЕФОРМИРОВАНИЯ
ДЛЯ ОПИСАНИЯ «ПАДАЮЩИХ» ДИАГРАММ 54
3.1 Диаграмма деформирования при быстром нагружении 56
3.2 Модель установившейся ползучести для описания медленного
нагружения 57
3.3 Третья стадия ползучести для описания поведения материала при
медленном нагружении и повышенной температуре 66
3.4 Комбинация второй и третьей стадии ползучести для описания поведения
материала при медленном нагружении 70
3.5 Изохронные кривые для описания поведения материала при медленном
нагружении и повышенной температуры 76
3.5.1 Расчет кинетики деформирования цилиндра с внутренним давлением
для стадии установившейся ползучести (3.10) 79
3.5.2 Расчет кинетики деформирования цилиндра с внутренним давлением
для стадии неустановившейся ползучести (3.11) 84
3.5.3 Использование изохронных кривых при переменных напряжениях 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 94
📖 Аннотация
В данной работе разрабатывается методика описания механических свойств материалов для численного анализа высоконагруженных конструкций на стадиях предразрушения и разрушения. Актуальность исследования обусловлена переходом от расчетов на прочность к расчетам на безопасность, что требует точного прогнозирования не только предельной нагрузки, но и сценария разрушения конструкций, работающих за пределами упругости. Основным результатом является предложенный алгоритм подбора параметров истинной диаграммы деформирования вида σ(ε_p) = min(A + Kε_p^n, σ_f) как по экспериментальным кривым, так и по стандартным справочным характеристикам, показавший более высокую точность по сравнению с классической аппроксимацией Рамберга-Осгуда. Для условий ползучести предложено описание «падающих» диаграмм через моделирование второй фазы установившейся ползучести. Научная значимость заключается в развитии методов параметризации нелинейного поведения материалов при больших деформациях, а практическая — в создании инструментария для повышения достоверности прочностных расчетов в машиностроении и энергетике. Теоретической основой послужили исследования в области механики деформируемого твердого тела, включая работы Е.В. Павленковой и Д.В. Жегалова по численным методам анализа больших деформаций, С.И. Булычева по методам испытаний материалов, а также классический труд Д. Табора по твердости металлов.
📖 Введение
Высоконагруженные конструкции (реактивные двигатели, энергетическое и химическое оборудование и др.) нередко работают за пределами упругости. В этих условиях коэффициент запаса по нагрузке, определяющий возможность ее безаварийной эксплуатации, не пропорционален коэффициенту запаса по напряжениям. Определение коэффициента запаса требует определения предельной нагрузки, т.е. расчетного анализа поведения конструкции вплоть до разрушения.
Переход от расчетов на прочность к расчетам на безопасность, происходящий в настоящее время, требует решения следующей задачи - определения не только предельной нагрузки, но и поведения конструкции после достижения этой нагрузки, т.е. определения сценария разрушения.
Для таких расчетов необходимо описание свойств материала, более полное, чем использовалось ранее - когда задачи ограничивались упругой работой (и достаточно было задания предела текучести) или небольшими пластическими деформациями (достаточно диаграммы деформирования на небольшом - несколько процентов деформации - участке). Такое описание должно позволять предсказывать деформирование материала при больших деформациях - вплоть до разрушения, в том числе при повышенных температурах и наличии ползучести.
Подбору способов такого описания свойств материалов и посвящена настоящая работа.
Переход от расчетов на прочность к расчетам на безопасность, происходящий в настоящее время, требует решения следующей задачи - определения не только предельной нагрузки, но и поведения конструкции после достижения этой нагрузки, т.е. определения сценария разрушения.
Для таких расчетов необходимо описание свойств материала, более полное, чем использовалось ранее - когда задачи ограничивались упругой работой (и достаточно было задания предела текучести) или небольшими пластическими деформациями (достаточно диаграммы деформирования на небольшом - несколько процентов деформации - участке). Такое описание должно позволять предсказывать деформирование материала при больших деформациях - вплоть до разрушения, в том числе при повышенных температурах и наличии ползучести.
Подбору способов такого описания свойств материалов и посвящена настоящая работа.
✅ Заключение
В данной работе предложена методика подбора четырех параметров
истинной диаграммы деформирования вида (y(s p )= min (л + KSpp ,&f ) по
экспериментальным данным:
1) при наличии условной диаграммы деформирования;
2) при наличии только стандартных справочных механических характеристик.
Предложенный метод проверен на ряде материалов различных классов, получено хорошее соответствие эксперименту. Показано, что точность предложенного метода в большинстве случаев выше, чем аппроксимация диаграммы деформирования, полученная по стандартным формулам Рамберга- Осгуда. Показано также, что приводимые в справочниках разбросы (диапазоны) характеристик материала могут существенно влиять на форму и параметры подбираемой истинной диаграммы.
В условиях медленного нагружения и повышенной температуры получено описание «падающих» диаграмм деформирования с помощью второй фазы установившейся ползучести. Такое описание поведения материала хорошо согласуется с экспериментом, константы модели ползучести, подобранные по экспериментальной кривой, соответствующей одной скорости нагружения, дают удовлетворительные результаты для второй, меньшей скорости. Для усреднения качества описания можно проводить минимизацию по серии экспериментальных диаграмм для разных температур и длительностей нагружения.
На примере расчета толстостенного цилиндра по изохронным кривым и кривым ползучести показано, что использование изохронных кривых расчетов на ползучесть возможно только в случае, когда перераспределение напряжений вследствие ползучести невелико.
истинной диаграммы деформирования вида (y(s p )= min (л + KSpp ,&f ) по
экспериментальным данным:
1) при наличии условной диаграммы деформирования;
2) при наличии только стандартных справочных механических характеристик.
Предложенный метод проверен на ряде материалов различных классов, получено хорошее соответствие эксперименту. Показано, что точность предложенного метода в большинстве случаев выше, чем аппроксимация диаграммы деформирования, полученная по стандартным формулам Рамберга- Осгуда. Показано также, что приводимые в справочниках разбросы (диапазоны) характеристик материала могут существенно влиять на форму и параметры подбираемой истинной диаграммы.
В условиях медленного нагружения и повышенной температуры получено описание «падающих» диаграмм деформирования с помощью второй фазы установившейся ползучести. Такое описание поведения материала хорошо согласуется с экспериментом, константы модели ползучести, подобранные по экспериментальной кривой, соответствующей одной скорости нагружения, дают удовлетворительные результаты для второй, меньшей скорости. Для усреднения качества описания можно проводить минимизацию по серии экспериментальных диаграмм для разных температур и длительностей нагружения.
На примере расчета толстостенного цилиндра по изохронным кривым и кривым ползучести показано, что использование изохронных кривых расчетов на ползучесть возможно только в случае, когда перераспределение напряжений вследствие ползучести невелико.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.