Главная » 2014 » Август » 15 » Скачать Теоретические и экспериментальные основы расчета упругопластических контактных деформаций в процессах упрочняющей обкатки бесплатно
5:46 AM
Скачать Теоретические и экспериментальные основы расчета упругопластических контактных деформаций в процессах упрочняющей обкатки бесплатно
Теоретические и экспериментальные основы расчета упругопластических контактных деформаций в процессах упрочняющей обкатки деталей цилиндрическими роликами
Диссертация
Автор: Бабаков, Александр Викторович
Название: Теоретические и экспериментальные основы расчета упругопластических контактных деформаций в процессах упрочняющей обкатки деталей цилиндрическими роликами
Справка: Бабаков, Александр Викторович. Теоретические и экспериментальные основы расчета упругопластических контактных деформаций в процессах упрочняющей обкатки деталей цилиндрическими роликами : диссертация кандидата технических наук : 05.03.01 Волгоград, 2003 140 c. : 61 04-5/1277
Объем: 140 стр.
Информация: Волгоград, 2003
Содержание:
ОГЛАВЛЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧА ИССЛЕДОВАНИЯ
1Л Однопараметрические критерии механики разрушения
12 Оценка роста трещин на основе комбинации силового и деформационного критериев
13 Механизм пластической деформации
14 Анализ теоретических и экспериментальных исследований пластических деформаций у вершин трещин различного типа
15 Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2 ОСНОВЫ И НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАСТИЧЕСКР1Х ДЕФОРМАЦИЙ У ВЕРШИНБ1 ТРЕЩИНБ
21 Основы метода конечных элементов
22 Выбор типа конечных элементов
23 Матрица жёсткости упруго деформируемого элемента
24 Соотношения теории пластичности и их использование для анализа деформаций у вершины трещины
25 Матрица жёсткости пластически деформируемого элемента
26 Переход к глобальным координатам и составление глобальной матрицы жесткости
ГЛАВА 3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМ РАСЧЁТА РОСТА ЗОНЫ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ У ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ
31 Общий алгоритм расчёта упругопластических деформаций у вершины трещины
32 Учёт нелинейной зависимости между напряжениями и деформациями
33 Особенности вычислительного процесса при решении поставленной задачи
34 Проверка разработанных программ при решении упругих и упругопластических задач
ГЛАВА 4 РАСЧЁТ ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАХ ТРЕЩРШЫ И СПОСОБАХ НАГРУЖЕ1ШЯ
4Г Решение типовых задач
42 Задачи, не имеющие аналитического решения
ГЛАВА 5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
51 Обоснование методики исследования
52 Элементы методики и результаты экспериментальных исследований ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ НОЛУЧЕЬШЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Введение:
Наблюдения показывают, что практически во всех конструкциях существуют начальные трещины. Имеются в виду трещины или подобные им дефекты, размеры которых на порядки превышают размеры физических несовершенств материала (скопление дислокаций, различные включения, межзёренные пустоты). Поэтому для практики важным является вопрос, произойдёт ли разрушение детали в результате развития трещины в области концентратора напряжений такого размера, который надёжно обнаруживается современными методами дефектоскопии после изготовления или в процессе эксплуатации детали. В связи с этим на первый план выступает оценка работоспособности таких деталей и совершенствование методик расчета на прочность.Современные методы расчетов на прочность деталей с трещинами базируются на однопараметрических критериях механики разрушения. Суть данных методов заключается в следующем: выбирается критерий разрушения, устанавливается его связь с формой и размерами детали, действующими нагрузками и параметрами трещины. Для каждого материала экспериментально определяется предельное значение выбранного критерия, соответствующего началу неконтролируемого роста трещины. Считается, что деталь разрушится при достижении предельного значения выбранного критерия.Несмотря на разнообразие однопараметрических критериев (КИН - коэффициент интенсивности напряжений, РТ - раскрытие трещины, инвариантные J- и Т- интефалы), все они имеют ограниченную область применения.Это связано с разнообразием условий нагружения материала и форм трещин.Кроме того, условия работы материала в реальной детали практически всегда отличаются от условий испытаний материалов, что вносит дополнительную погрешность в расчёты. Другим важным обстоятельством, которое не учитывается однопараметрическими критериями, является наличие в большинстве случаев различных механизмов разрушения по фронту трещины, что существенно затрудняет прогнозирование её роста.Настоящая работа является частью обобщённого подхода к оценке прочности деталей с трещинами. В основе данного подхода лежит представление о том, что каждому виду напряжённого состояния соответствует определённая величина пластической деформации, накопленной к моменту разрушения.Предполагается, что разрушение материала происходит после исчерпания материалом ресурса пластичности для данного напряжённого состояния. В качестве меры такой деформации вводится функция предельной пластичности, связывающая вид нанряжённого состояния с величиной пластической деформации материала. Такой подход не будет иметь ограничений, связанных с типом раскрытия трещины, поскольку будет охватывать все возможные виды напряжённого состояния по фронту трещины.Однопараметрические критерии механики разрушения являются интегральными характеристиками напряжённого и деформированного состояний по фронту трещины. Процесс роста трещины включает совокупность локальных актов разрушения. Именно это обстоятельство является основным фактором, ограничивающим область корректного применения критериев механики разрушения, что побуждает искать подходы, приближенные к сути физических явлений, происходящих в различных точках фронта трещины. В каждой точке у фронта трещины последовательно происходят следующие явления: упругое деформирование, начало пластических деформаций, развитие пластических деформаций, исчерпание ресурса пластичности и разрушение. Такой подход требует детального изучения распределения пластических деформаций у вершины трещины при различных видах нагружения, в том числе и при комбинированном. Данная работа посвящена решению именно этой задачи.Для моделирования развития зоны пластических деформаций использовался метод конечных элементов. Расчётные результаты размеров и формы зоны пластичности хорошо согласуются с известными аналитическими решениями и экспериментальными данными для частных случаев нагружения образцов со сквозной трещиной.Как известно, однопараметрические критерии механики разрушения разработаны для оценки прочности тел, в которых трещина уже существует.Полученные в работе результаты имеют научную новизну и практическое значение, поскольку дают возможность рассчитывать распределение пластических деформаций у вершины трещины, практически, при любых условиях нагружения для трещин любой формы, что делает предлагаемый подход универсальным. Одним из несомненных достоинств разрабатываемого подхода, основанного на комбинации силового и деформационного критериев, является то, что он позволяет оценить несущую способность не только тел с трещинами, но и деталей, в которых трещины ещё нет, но имеется концентратор, из которого в процессе эксплуатации может развиться трещина.
