Аннотация
Экспериментальное исследования на растяжение и сжатие образцов при T = 195 ºС из сплава АК4-1Т, вырезанных из плиты h = 45 мм показало, что сплав обладает свойством упрочнения и является разносопротивляющимся растяжению и сжатию при ползучести. По полученным экспериментальным данным определены константы для степенных зависимостей, описывающих скорости деформаций ползучести. Развита модель, основанная на «трансформированном» пространстве напряжений, учитывающая упрочнение и разносопротивляемость растяжению и сжатию материала при ползучести. Модель протестирована для задачи чистого кручения пластин из сплава АК4-1Т в предположении плоского напряженного состояния. Представлены экспериментальные данные кручения гибких пластин и расчет методом конечных элементов в геометрически нелинейной постановке с использованием констант либо только на растяжение, либо только на сжатие. Экспериментальные значения расположены посередине между соответствующими расчетными линиями, что подтверждает сложные свойства сплава, которые необходимо учитывать в расчетах.
Ключевые слова: ползучесть, разносопротивляемость растяжению и сжатию, кручение, изгиб пластин, упрочнение, алюминиевый сплав
Список литературы
1. Банщикова И.А., Горев Б.В., Цвелодуб И.Ю. О ползучести пластин из алюминиевых сплавов при изгибе // Прикладная механика и техническая физика. – 2007. – Т. 48, № 5 (285). – С. 156–159.
2. Математическое моделирование процессов ползучести металлических изделий из материалов, имеющих разные свойства при растяжении и сжатии / С.Н. Коробейников, А.И. Олейников, Б.В. Горев, К.С. Бормотин // Вычислительные методы и программирование. – 2008. – Т. 9, № 1. – С. 346–365.
3. Олейников А.И. Модели установившейся ползучести трансверсально-изотропных материалов с разными характеристиками на растяжение и сжатие // Сибирский журнал индустриальной математики. – 2010. – Т. 13, № 3 (43). – С. 113–116.
4. Цвелодуб И.Ю. К построению определяющих уравнений ползучести ортотропных материалов с различными свойствами при растяжении и сжатии // Прикладная механика и техническая физика. – 2012. – Т. 53, № 6 (316). – С. 98–101.
5. Горев Б.В., Рубанов В.В., Соснин О.В. О ползучести материалов с разными свойствами при растяжении и сжатии // Проблемы прочности. – 1979. – № 7. – С. 62–67.
6. Горев Б.В., Соснин О.В., Любашевская И.В. К вопросу о ползучести материалов с разными свойствами на растяжение и сжатие // Труды IV Всероссийской научной конференции с международным участием «Математическое моделирование и краевые задачи», Самара (29–31 мая 2007 г.). – Самара: Изд-во СамГТУ, 2007. – Ч. 1. – С. 77–81.
7. Никитенко А.Ф. Ползучесть и длительная прочность металлических материалов. – Новосибирск: НГАСУ, 1997. – 278 с.
8. Цвелодуб И.Ю. Постулат устойчивости и его приложения в теории ползучести металлических материалов. – Новосибирск, 1991. – 201 с.
9. Numerical modeling of creep and creep damage in thin plates of arbitrary shape from materials with different behavior in tension and compression under plane stress conditions / A. Zolochevsky, S. Sklepus, T.H. Hyde, A.A. Becker, S. Peravali // International Journal for Numerical Methods in Engineering. – 2009. – Vol. 80, iss. 11. – P. 1406–1436. – doi: 10.1002/nme.2663
10. Analysis of creep deformation and creep damage in thin-walled branched shells from materials with different behavior in tension and compression / A. Zolochevsky, A. Galishin, S. Sklepus, G.Z. Voyiadjis // International Journal of Solids and Structures. – 2007. – Vol. 44, iss. 16. – P. 5075–5100. – doi: 10.1016/j.ijsolstr.2006.12.019
11. Constitutive equations of creep under changing multiaxial stresses for materials with different behavior in tension and compression / A. Zolochevsky, S. Sklepus, Yu. Kozmin, A. Kozmin, D. Zolochevsky, J. Betten // Forschung im Ingenieurwesen. – 2004. – Vol. 68, iss. 4. – P. 182–196. – doi: 10.1007/s10010-003-0123-6
12. Гоpев Б.В., Масанов И.Ж. Особенности деформирования листовых конструкционных плит из алюминиевых сплавов в режимах ползучести // Технология машиностроения. – 2009. – № 7. – С. 13–20.
13. Hiroyuki Watanabe, Masao Fukusumi. Tension-compression asymmetry under superplastic flow in magnesium alloys // Journal of Materials Engineering and Performance. – 2014. – Vol. 23, iss. 10. – P. 3551–3557. – doi: 10.1007/s11665-014-1176-4
14. О ползучести упрочняющихся материалов с разными свойствами на растяжение и сжатие / А.Ф. Никитенко, О.В. Соснин, Н.Г. Торшенов, И.К. Шокало // Прикладная механика и техническая физика. – 1971. – № 2. – С. 118–122.
15. Цвелодуб И.Ю. О ползучести материалов с разными свойствами на растяжение и сжатие // Динамика сплошной среды. – 1974. – Вып. 19–20. – С. 147–155.
16. Соснин О.В. К вопросу о существовании потенциала ползучести // Механика твердого тела. – 1971. – № 5. – С. 85–89.
17. Горев Б.В., Клопотов И.Д. К описанию процесса ползучести и длительной прочности по уравнениям с одним скалярным параметром повреждаемости // Прикладная механика и техническая физика. – 1994. – Т. 35, № 5. – С. 92–102.
18. Закономерности ползучести и длительной прочности: справочник / С.А. Шестериков, А.Л. Аршакуни, А.М. Локощенко, В.Н. Киселевский и др.; под общ. ред. С.А. Шестерикова. – М.: Машиностроение, 1983. – С. 8–11.
19. Соснин О.В., Горев Б.В., Рубанов В.В. Кручение квадратной пластинки из материала, разносопротивляющегося растяжению и сжатию при ползучести // Расчеты прочности судовых конструкций и механизмов: сб. тр. / Министерство речного флота РСФСР, Новосибирский институт инженеров водного транспорта. – Новосибирск. – 1976. – Вып. 117. – С. 78–88.
20. Банщикова И.А., Муравьёва А.Е. Изгиб пластин из упрочняющегося материала, разносопротивляющегося растяжению и сжатию при ползучести // Проблемы оптимального проектирования сооружений: доклады 3 Всероссийской конференции, Новосибирск, 15–17 апреля, 2014 г. – Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2014. – С. 34–40.
21. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. – М.: Наука, 1966. – 547 с.
22. Мудров А.Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. – Томск: Раско, 1991. – 272 с.
23. Банщикова И.А. Расчет пластин двойной кривизны из анизотропных сплавов при ползучести // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. – 2011. – № 4, ч. 4. – С. 1385–1387.
24. Горев Б.В., Панамарев В.А. Метод интегральных характеристик для расчетов изгиба элементов конструкций // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. – 2013. – Вып. 3 (177). – С. 202–211.
