Ползучесть и длительное разрушение узкой прямоугольной мембраны внутри низкой жесткой матрицы при пропорциональной зависимости величины поперечного давления от времени
- Авторы: Локощенко А.М.1, Фомин Л.В.1, Ахметгалеев А.Ф.1, Махов Д.Д.1,2
-
Учреждения:
- Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики
- Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Механико-математический факультет
- Выпуск: Том 26, № 4 (2022)
- Страницы: 715-737
- Раздел: Механика деформируемого твердого тела
- Статья получена: 21.06.2022
- Статья одобрена: 13.12.2022
- Статья опубликована: 30.12.2022
- URL: https://journals.eco-vector.com/1991-8615/article/view/108917
- DOI: https://doi.org/10.14498/vsgtu1938
- ID: 108917
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Проведено исследование ползучести и длительного разрушения узкой прямоугольной мембраны в стесненных условиях (внутри низкой жесткой матрицы) для случая пропорциональной зависимости величины поперечного давления от времени.
Деформирование мембраны в условиях ползучести рассматривается как последовательность трех стадий. На первой стадии мембрана деформируется в свободных условиях вплоть до касания поперечной стороны жесткой матрицы. На второй стадии она деформируется при касании поперечной стенки матрицы вплоть до касания ее продольных стенок. На третьей стадии она уже деформируется при одновременном касании продольных и поперечной стенок матрицы.
Исследование проводится при двух видах контактных условий: идеальное скольжение мембраны вдоль стенок матрицы и прилипание мембраны к стенкам матрицы.
Анализ постепенного разрушения мембраны проводится при использовании кинетической теории ползучести Ю. Н. Работнова, при этом параметр поврежденности материала в данной задаче имеет скалярный характер.
Полученные уравнения использованы для анализа ползучести и длительного разрушения мембраны, изготовленной из хромомолибденной стали (2.15Cr-Mo steel), деформируемой при переменном поперечном давлении при температуре 600°C. вплоть до ее разрушения.
В результате решения системы определяющего и кинетического уравнений получены значения параметра поврежденности, накопленного в течение каждой стадии деформирования, а также величины времени до разрушения мембраны. Результаты исследования показывают, что в случае разрушения мембраны на первой стадии время до разрушения на первой стадии не зависит от вида контактных условий, а при разрушении мембраны на второй и третьей стадиях деформирования время до разрушения в случае идеального скольжения не меньше, чем в случае прилипания.
Об авторах
Александр Михайлович Локощенко
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики
Email: loko@imec.msu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5462-6055
SPIN-код: 4869-1610
Scopus Author ID: 55991237700
ResearcherId: S-2938-2017
http://www.mathnet.ru/person54499
доктор физико-математических наук, профессор
Россия, 119192, Москва, Мичуринский проспект, 1Леонид Викторович Фомин
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики
Email: fleonid1975@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9075-5049
SPIN-код: 7186-8776
Scopus Author ID: 55815905900
ResearcherId: R-7182-2017
http://www.mathnet.ru/person50057
кандидат физико-математических наук; ведущий научный сотрудник; лаб. ползучести и длительной прочности
Россия, 119192, Москва, Мичуринский проспект, 1Александр Фагимович Ахметгалеев
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики
Email: achmet206a@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7999-6079
https://www.mathnet.ru/person188666
ведущий инженер; лаб. упругости и пластичности
Россия, 119192, Москва, Мичуринский проспект, 1Денис Дмитриевич Махов
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики; Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Механико-математический факультет
Автор, ответственный за переписку.
Email: monyamail@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0001-7748-3934
https://www.mathnet.ru/person188668
ведущий инженер; лаб. ползучести и длительной прочности1; студент; механико-математический факультет2
Россия, 119192, Москва, Мичуринский проспект, 1; 119991, Москва, Ленинские горы, 1Список литературы
- Качанов Л. М. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974. 312 с.
- Odqvist F. K. G. Mathematical theory of creep and creep rupture. Oxford: Clarendon Press, 1974. 200 pp.
- Storåkers B. Finite Creep of a Circular Membrane under Hydrostatic Pressure / Acta polytechnica Scandinavica. Mechanical engineering series. vol. 44. Stocholm: Royal Swedish Acad. of Eng. Sci., 1969. 107 pp.
- Малинин Н. Н. Ползучесть в обработке металлов. М.: Машиностроение, 1986. 216 с.
- Локощенко А. М. Ползучесть и длительная прочность металлов. М.: Физматлит, 2016. 504 с.
- Локощенко А. М., Терауд В. В., Ахметгалеев А. Ф. Установившаяся ползучесть длинной узкой прямоугольной мембраны внутри жесткой низкой матрицы при кусочнопостоянной зависимости поперечного давления от времени // ПММ, 2021. Т. 85, №6. С. 792–812. EDN: GXKRNA. DOI: https://doi.org/10.31857/S0032823521060084.
- Ахметгалеев А. Ф., Локощенко А. М., Фомин Л. В. Установившаяся ползучесть длинной узкой прямоугольной мембраны внутри низкой жесткой матрицы при пропорциональной зависимости величины поперечного давления от времени // Изв. РАН. МТТ, 2022. №3. С. 40–55. EDN: QGTMEI. DOI: https://doi.org/10.31857/S0572329922020027.
- Ефимов А. Б., Романюк С. Н., Чумаченко Е. Н. Об определении закономерностей трения в процессах обработки металлов давлением // Изв. РАН. МТТ, 1995. №6. С. 82–98.
- Качанов Л. М. О времени разрушения в условиях ползучести // Изв. АН СССР. Отд. техн. наук, 1958. №8. С. 26–36.
- Работнов Ю. Н. О механизме длительного разрушения / Вопросы прочности материалов и конструкций. М.: Изд-во АН СССР, 1959. С. 5–7.
- Работнов Ю. Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. 752 с.
- Работнов Ю. Н. О разрушении вследствие ползучести // ПМТФ, 1963. №2. С. 113–123.
- Goyal S., Laha K., Panneer Selvi S., Mathew M. D. Mechanistic approach for prediction of creep deformation, damage and rupture life of different Cr–Mo ferritic steels // Materials at High Temperatures, 2014. vol. 31, no. 3. pp. 211–220. DOI: https://doi.org/10.1179/1878641314Y.0000000016.