Прогнозирование многостадийной усталостной кривой на основе релаксационной модели необратимого циклического деформирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе проводится исследование многостадийной усталостной зависимости (диаграммы Вёлера) материала и предлагается новая модель для ее прогнозирования на основе учета механизмов пластического деформирования и разрушения при циклических нагрузках и комбинации релаксационных процессов с эволюционным развитием поврежденности, для которого начальное условие формируется при помощи вычисляемой в процессе циклирования энергии необратимой деформации. Работоспособность модели проверяется на примере результатов испытаний циклического деформирования стали DP500. Показано, что в рамках единого подхода можно оценить одновременно кратковременную, усталостную и длительную прочность материала.

Об авторах

Ю. В. Петров

Санкт-Петербургский государственный университет; Институт проблем машиноведения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: yuripetr@gmail.com

Член-корреспондент РАН

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Н. С. Селютина

Санкт-Петербургский государственный университет; Институт проблем машиноведения Российской академии наук

Email: nina.selutina@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

М. Н. Антонова

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: maliya.antonova@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Lakshmi S., Prabha Dr.C. A Review on Low Cycle Fatigue Failure // International Journal of Science Technology and Engineering. 2017. V. 3. № 11. P. 77–80.
  2. Xu Y., Li X., Zhang Y., Yang J. Ultra-Low Cycle Fatigue Life Prediction Model – A Review // Metals. 2023. V. 13 № 6. 1142.
  3. Sakai T. Historical review and future prospect for researcher on very high cycle fatigue of metallic materials // Fatigue Fract. Eng. M. 2023. V. 46. № 4. P. 1217–1255.
  4. Hectors K., Waele W.D. Cumulative Damage and Life Prediction Models for High-Cycle Fatigue of Metals: A Review // Metals 2021. V. 11. № 2. P. 204.
  5. Jeddi D., Palin-Luc T. A review about the effects of structural and operational factors on the gigacycle fatigue of steels // Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 2018. V. 41. P. 969–990.
  6. Павловская Е.Е., Петров Ю.В. О некоторых особенностях решения динамических задач теории упругости // Изв. РАН. МТТ. 2002. № 4. С. 39–45.
  7. Петров Ю.В., Селютина Н.С. Прогнозирование эффекта стабилизации пластической деформации при циклическом деформировании на основе структурно-временного подхода // ДАН. 2017. Т. 476. № 5. C. 523–526.
  8. Работнов Ю.Н. О механизме длительного разрушения // Вопросы прочности материалов и конструкций. М.: Изд-во АН СССР, 1959. С. 5–7.
  9. Качанов Л.М. Основы механики разрушения М.: Наука, ١٩٧٤. 312 с.
  10. Петров Ю.В., Бородин И.Н. Релаксационный механизм пластического деформирования и его обоснование на примере явления зуба текучести в нитевидных кристаллах // ФТТ. 2015. Т. 57. № 2. С. 336–341.
  11. Selyutina N.S., Petrov Y.V. Instabilities of dynamic strain diagrams predicted by the relaxation model of plasticity // J. Dynamic Behavior of Materials. 2022. V. 8. P. 304–315.
  12. Селютина Н.С., Петров Ю.В. Эффект стабилизации пластической деформации при малоцикловом деформировании // Физ. мезомех. 2019. Т. 22. № 5. С. 13–18.
  13. Степанова Л.В., Игонин С.А. Параметр поврежденности Ю.Н. Работнова и описание длительного разрушения: результаты, современное состояние, приложение к механике трещин и перспективы // ПМТФ. 2015. Т. 56. № 2.
  14. Макаров А.В., Саврай Р.А., Горкунов Э.С., Юровских А.С., Малыгина И.Ю., Давыдова Н.А. Структура, механические характеристики, особенности деформирования и разрушения при статическом и циклическом нагружении закаленной и конструкционной стали, подвергнутой комбинированной деформационно-термической наноструктурирующей обработке // Физ. мезомех. 2014. Т. 17. № 1. С–57.
  15. Selyutina N.S., Smirnov I.V., Petrov Yu.V. Stabilisation effect of strain hysteresis loop for steel 45 // Int. J. Fatigue. 2021. V. 145. 106133.
  16. Branco R., Costa J.D., Antunes F.V. Low-cycle fatigue behaviour of 34CrNiMo6 high strength steel // Theor. Appl. Fract. Mec. 2012. V. 58. P. 28–34.
  17. Fatoba O., Akid R. Uniaxial cyclic elasto-plastic deformation and fatigue failure of API-5L X65 steel under various loading conditions // Theor. Appl. Fract. Mec. 2018. V. 94. P. 147–159.
  18. Груздков А.А., Петров Ю.В. О температурно-временном соответствии при высокоскоростном деформировании металлов // ДАН. 1999. Т. 364. № 6. С. 766–768.
  19. Petrov Y.V., Karihaloo B.L., Bratov V.V., Bragov A.M. Multi-scale dynamic fracture model for quasi-brittle materials // Int. J. Eng. Sci. 2012. V. 61. P. 3–9.
  20. Арутюнян А.Р. Формулировка критерия усталостной прочности композиционных материалов // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2020. Т. 7. № 3. С. 511–517.
  21. Каштанов А.В., Петров Ю.В. Энергетический подход к определению уровня мгновенной поврежденности // ЖТФ. 2006. Т. 76. № 5, С. 71–75.
  22. Moćko W., BrodeckiA., Kruszka L. Mechanical response of dual phase steel at quasi-static and dynamic tensile loadings after initial fatigue loading // Mech. Mater. 2016. V. 92. P. 18–27.
  23. Zhou H., Wang Y., Shi Y., Xiong J., Yang L. Extremely low cycle fatigue prediction of steel beam-to-column connection by using a micro-mechanics based fracture model // Int. J. Fatigue 2013. V. 48. P. 90–100.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024