Разработка методов численного моделирования особенностей разрушения конструкций с концентраторами напряжений при динамических нагрузках

  • А.Ю. Изюмова Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • А.А. Костина Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • И.А. Пантелеев Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • А.И. Ведерникова Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • А.Е. Прохоров Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • А.Н. Вшивков Институт механики сплошных сред УрО РАН
Ключевые слова: разрушение, критерии прочности, эволюция дефектов, теория критических дистанций

Аннотация

Разработаны определяющие соотношения, учитывающие особенности нелокального характера разрушения конструкционных материалов в области концентраторов напряжений при динамических нагрузках. Предложено обобщение теории критических дистанций (ТКД) на случай динамического нагружения, позволяющее оценить предельное состояние образцов с концентраторами напряжений при скоростях деформации в диапазоне 10"3-104с"1на основе решения задачи в линейно-упругой постановке. Проведен анализ процессов неупругого деформирования в области концентраторов напряжений с целью дальнейшего развития ТКД и повышения прогностической точности. На основе моделирования локализации процессов накопления микроповреждений предложен механизм формирования критической дистанции в области концентраторов напряжений как результат развития диссипативной структуры в ансамбле дефектов. Исследована поверхность разрушения металлических образцов, показано, что характерный размер переходной зоны областей с отличным макрорельефом коррелирует со значением критической дистанции.

Сведения об авторах

А.Ю. Изюмова, Институт механики сплошных сред УрО РАН
кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник, Институт механики сплошных сред УрО РАН - филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (ИМСС УрО РАН)
А.А. Костина, Институт механики сплошных сред УрО РАН
кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник, ИМСС УрО РАН
И.А. Пантелеев, Институт механики сплошных сред УрО РАН
кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, ИМСС УрО РАН
А.И. Ведерникова, Институт механики сплошных сред УрО РАН
младший научный сотрудник, ИМСС УрО РАН
А.Е. Прохоров, Институт механики сплошных сред УрО РАН
младший научный сотрудник, ИМСС УрО РАН
А.Н. Вшивков, Институт механики сплошных сред УрО РАН
младший научный сотрудник, ИМСС УрО РАН

Литература

  1. Морозов Н.Ф., Петров Ю.В., Уткин А.А. Об анализе откола с позиций структурной механики разрушения // ДАН СССР. - 1990. - Т.313. - № 2. - С. 276-279.
  2. Наймарк О.Б. Коллективные свойства ансамблей дефектов и некоторые нелинейные проблемы пластичности и разрушения // Физическая Мезомеханика. - 2003. - Т. 6. - № 4. - С. 45-72.
  3. Новожилов В.В. О необходимом и достаточном критерии хрупкой прочности // Прикладная математика и механика. - 1969. - Т. 33. - В. 2. - С. 212-222.
  4. Neuber H. Theory of notch stresses: principles for exact stress calculation. - Berlin: Julius Verlag, 1937. - 181 p.
  5. Nicholas T. Tensile testing of materials at high rates of strain // Experimental Mechanics. - 1981. - Vol. 21. - P. 177-185.
  6. Petrov Y.V., Morozov N.F. On the modeling of fracture of brittle solids // ASME Journal of Applied Mechanics. - 1994. - Vol. 61. - P. 710-712.
  7. Susmel L., Taylor D. On the use of the Theory of Critical Distances to predict static failures in ductile metallic materials containing different geometrical features // Engineering Fracture Mechanics. - 2008. - Vol. 75. - № 15. - P. 4410-4421.
  8. Taylor D. The Theory of Critical Distances: A New Perspective in Fracture Mechanics. - Oxford: Elsevier Science, 2007. - 306 p.
Опубликован
2020-04-17
Как цитировать
Изюмова, А., Костина, А., Пантелеев, И., Ведерникова, А., Прохоров, А., & Вшивков, А. (2020). Разработка методов численного моделирования особенностей разрушения конструкций с концентраторами напряжений при динамических нагрузках. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, (1), 20-30. https://doi.org/https://doi.org/10.7242/2658-705X/2020.1.2
Выпуск
Раздел
Статьи