Малоциклова втома елементів конструкцій з урахуванням пошкоджуваності

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКоваль, Віктор Вікторович
dc.date.accessioned2018-05-15T08:44:51Z
dc.date.available2018-05-15T08:44:51Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenThe dissertation is devoted to the development of a method for estimating the durability of structural elements, taking into account the kinetics of damage accumulation for lowcycle loading conditions. Damage parameter in work was defined by change of electrical resistivity of a sample (for case of static loading) and by means of change of the module of elasticity analysis (for a case of cyclic loading). Analytical dependences for damage parameter determination at the level of a yield stress and rupture stress are received. The method of approximate calculation of hardening coefficient for the effective deformation diagram is offered. Effective characteristics of metal materials D16T, VT22, 15HSND, 18H2N4VA, 12H18N10T, 07H16N6 are defined. Neuber-Makhutov's dependences for determination of effective concentration coefficients of stress and strain are modified, comparison for the modified and basic approach is carried out. For a case of low-cyclic loading (symmetric stress-controlled cycle) cyclic parameters for materials D16T, VT22, 15HSND, 18H2N4VA have been received. Kinetic curves of damage accumulation are received. On the basis of energy approach the assessment method of structural elements durability is offered. The calculated rupture cycles values received by this method have been compared with experimental and values according to a standard Makhutov’s method.uk
dc.description.abstractruДиссертационная работа посвящена разработке метода оценки долговечности элементов конструкций с учетом кинетики накопления повреждений для условий малоциклового нагружения. В работе для анализа процесса накопления повреждений введен в рассмотрение скалярный параметр поврежденности, который может быть определен путем измерения изменения удельного электрического сопротивления (для случая простого растяжения) или модуля упругости при разгрузке (для случая симметричного цикла нагружения, мягкий режим). На основании проведенного комплекса экспериментальных исследований при статическом нагружении для различных металлических материалов получены экспериментальные кривые, кинетики накопления повреждений. Установлено, что в общем случае полную кривую поврежденности можно представить в виде трех участков, каждый из которых характеризуется различной скоростью накопления повреждений. Экспериментально определено, что начало процесса накопления повреждений совпадает с началом нагружения. Получены соответствующие величины параметра поврежденности на уровне предела текучести (пропорциональности) и в момент разрушения образца. Установлены закономерности изменения данных величин в зависимости от характеристик пластичности материалов, предложены соответствующие аналитические зависимости для их описания. Для оценки кинетики накопления повреждений в материале была использована модифицированная аналитическая модель Ж. Леметра, разработанная на кафедре ДПМ и СМ ММИ КПИ им. Игоря Сикорского, которая основана на энергетическом подходе к рассмотрению процесса накопления повреждений и учитывает вид напряженного состояния. На примере стали 07Х16Н6 для случая различных значений теоретического коэффициента концентрации напряжений установлена зависимость между расчетными (в соответствии с указанной аналитической моделью) и экспериментальными величинами параметра поврежденности. В работе в рамках подхода эффективных напряжений Качанова-Работнова было рассмотрено применение эффективной диаграммы деформирования, которая учитывает влияние повреждений на поведение материала при его нагружении. Предложены аналитические зависимости для приближенного определения коэффициента упрочнения эффективной диаграммы деформирования по известным коэффициентам упрочнения действительной или условной диаграмм. Проведено сравнение результатов расчетов коэффициентов упрочнения по предложенным аналитическим зависимостям с экспериментальными данными, которое показало максимальную погрешность на уровне 2% для случая использования действительной диаграммы деформирования и 15% для условной диаграммы. Экспериментально определены значения эффективных механических характеристик для материалов Д16Т, ВТ22, 18Х2Н4ВА, 15ХСНД, 07Х16Н6, 12Х18Н10Т. Проведен численный расчет типовых конструкционных элементов в виде пластинки с отверстиями разного диаметра и цилиндра с кольцевой проточкой разной геометрии. В результате данного расчета были получены и проанализированы поля распределения повреждений в наиболее опасных зонах. Для случая наличия зон концентрации напряжений (деформаций) модифицирован подход Нейбера-Махутова. Проведено сравнение базового и модифицированного (с учетом влияния параметра поврежденности) подхода для металлических конструкционных материалов Д16Т, ВТ22, 18Х2Н4ВА, 15ХСНД, которое показало уточнение величин эффективных коэффициентов концентрации напряжений и деформаций в упругопластической области. Для условий циклического нагружения (симметричный знакопеременный цикл, мягкое нагружение) в области малоцикловой усталости были получены экспериментальные кривые, которые характеризуют процесс накопления повреждений. Как и в случае статического нагружения они могут быть представлены тремя участками, которые характеризуются различной скоростью накопления повреждений в материале. Для материалов Д16Т, ВТ22, 18Х2Н4ВА, 15ХСНД был определен коэффициент залечивания, который дает возможность получить величину поврежденности для отрицательного полуцикла нагружения, тем самым позволяя выразить величину поврежденности, соответствующей полному циклу нагружения, через поврежденность положительного полуцикла. На основании проведенных исследований был предложен метод оценки долговечности, основанный на энергетическом подходе. Указанный метод принимает в рассмотрение энергию стабилизированного (условно- стабилизированного) цикла. В качестве полной энергии, которая соответствует разрушению, была выбрана энергия, определенная из эксперимента на простое растяжение. Она может быть получена исходя из эффективной и действительной диаграммы деформирования. Экспериментально получены кривые малоцикловой усталости для образцов без концентратора и с концентратором в виде кольцевой проточки радиусом 1 мм. Показана эффективность применения предложенного подхода по определению долговечности в пределах диапазона малоцикловой усталости для случая циклически разупрочняющегося, циклически упрочняющегося и циклически стабилизирующегося состояния материала по сравнению с существующим расчетным методом Н.А. Махутова.uk
dc.description.abstractukДисертаційна робота присвячена розробці методу оцінки довговічності елементів конструкцій у випадку малоциклового навантаження з урахуванням пошкоджуваності. Параметр пошкоджуваності в роботі визначався за допомогою оцінки зміни питомого електроопору зразка (у випадку статичного навантаження) та за допомогою аналізу зміни модуля пружності (для випадку циклічного навантаження). Отримані аналітичні залежності для визначення параметра пошкоджуваності на рівні границі текучості та дійсного опору розриву. Запропоновано метод наближеного розрахунку коефіцієнта зміцнення ефективної діаграми деформування. Визначені ефективні характеристики металевих матеріалів Д16Т, ВТ22, 15ХСНД, 18Х2Н4ВА, 12Х18Н10Т, 07Х16Н6. Модифіковані залежності Нейбера-Махутова для визначення ефективних коефіцієнтів концентрації напружень та деформацій, проведено порівняння розрахунків за модифікованим та базовим підходом. Для випадку малоциклового навантаження (симетричний цикл, м’яке навантаження) були отримані циклічні параметри матеріалів Д16Т, ВТ22, 15ХСНД, 18Х2Н4ВА. Визначені кінетичні криві накопичення пошкоджень. На базі енергетичного підходу розроблено метод оцінки довговічності елементів конструкцій. Отримані за цим методом розрахункові значення циклів до руйнування були порівняні з експериментальними та величинами згідно стандартного методу М.А. Махутова.uk
dc.format.page27 с.uk
dc.identifier.citationКоваль, В. В. Малоциклова втома елементів конструкцій з урахуванням пошкоджуваності : автореф. … канд. техн. наук. : 05.02.09 – динаміка та міцність машин / Коваль Віктор Вікторович. – Київ, 2018. – 27 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/22919
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectпошкоджуваністьuk
dc.subjectмалоциклова втомаuk
dc.subjectефективні напруженняuk
dc.subjectкоефіцієнт концентрації напруженьuk
dc.subjectкоефіцієнт концентрації деформаційuk
dc.subjectенергетичний підхідuk
dc.subjectкоефіцієнт заліковуванняuk
dc.subjectdamageuk
dc.subjectlow-cycle fatigueuk
dc.subjecteffective stressuk
dc.subjectstress concentration coefficientuk
dc.subjectstrain concentration coefficientuk
dc.subjectenergy approachuk
dc.subjecthealing coefficientuk
dc.subjectповрежденностьuk
dc.subjectмалоцикловая усталостьuk
dc.subjectэффективные напряженияuk
dc.subjectкоэффициент концентрации напряженияuk
dc.subjectкоэффициент концентрации деформацийuk
dc.subjectэнергетический подходuk
dc.subjectкоэффициент залечиванияuk
dc.subject.udc539.4:621](043.3)uk
dc.titleМалоциклова втома елементів конструкцій з урахуванням пошкоджуваностіuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Koval_aref.pdf
Розмір:
3.71 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.8 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ДММОМ)
Автореферати (вільний доступ)