109 / 142
Актуальные проблемы в машиностроении
. Том 4. № 1. 2017
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
109
ряду статистически подобных локальных объёмов разрушающегося материала. В результате
воспроизводятся во времени локальные пластические деформации и вычисляются
усталостные повреждения при заданных спектрах тепловых и силовых воздействий [6, 12].
Результаты и обсуждение
Чтобы убедиться в возможностях изложенной методологии анализа прочностных
свойств материалов и используемых алгоритмов вычислений, достаточно сравнить
расчётные оценки долговечности с их фактическими значениями в наиболее разнообразных
случаях разрушения конструкций. Такие сопоставления показывают их удовлетворительное
соответствие для случаев монотонного нагружения и разнообразных программ
термомеханического нагружения конструктивных образцов, циклического нагружения
материалов и элементов конструкций при различных температурах, частотах, амплитудах и
асимметрии цикла, а также при случайных нагрузках [6, 12].
В механике деформируемого твёрдого тела тоже разработаны методы
прогнозирования долговечности, но подходы основаны на формальном описании
наблюдаемых в эксперименте соотношений между напряжениями и деформациями [13, 14].
Они помогают решать некоторые частные задачи, но не касаются того, что стоит за этими
экспериментальными соотношениями. Изложенный же подход опирается на извлечение
информации о внутренних процессах, связанных с физикой явлений, и их моделирование
[15, 16].
Выводы
Термоактивационный анализ течения и разрушения материалов при постоянных и
монотонно нарастающих нагрузках выявляет физические закономерности этих процессов.
Циклическое нагружение дополнительно устанавливает связь амплитуды нагружения с
раскрытием петли неупругости, которая характеризует распределение в материале
внутренних напряжений и, тем самым, его структуру. Воспроизведение в моделях материала
его структурной неоднородности с использованием уравнений физической кинетики решает
задачу прогнозирования долговечности материалов в конструкциях в различных
температурных и силовых условиях эксплуатации.
Список литературы
1.
Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е.
Кинетическая природа прочности
твердых тел. – М.: Наука, 1974. – 560 с.
2.
Степанов В.А., Песчанская Н.Н., Шпейзман В.В.
Прочность и релаксационные
явления в твердых телах. – Л.: Наука, 1984. – 248 с.
3.
Петров В.А., Башкарев А.Я., Веттегрень В.И.
Физические основы прогнозирования
долговечности конструкционных материалов. – СПб.: Политехника, 1993. – 475 с.
4.
Ющенко В.С., Щукин Е.Д.
Молекулярно-динамическое моделирование при
исследовании механических свойств // ФХММ. – 1981. – Т. 17, № 4. – С. 46–59.
5.
Комаровский А.А.
Прогнозирование остаточного ресурса и долговечности //
Контроль. Диагностика. – 2000. – № 12. – С. 8–12.
6.
Петров М.Г.
Прочность и долговечность элементов конструкций: подход на основе
моделей материала как физической среды. – Saarbrücken: Lambert Academic Publ., 2015. – 472 с.