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

Авторы

  • 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

DOI:

https://doi.org/10.7242/2658-705X/2020.1.2

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.

Поддерживающие организации
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ №16-48-590148 р_а. 20

Биографии авторов

  • 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

Библиографические ссылки

  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.

Загрузки

Опубликован

2020-04-17

Выпуск

№ 1 (2020)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

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/10.7242/2658-705X/2020.1.2