ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………..5
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ МЕХАНИКИ ТРЕЩИН ПРИ
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ……………………………………….11
1.1. Методы исследований характеристик сопротивления деформированию и
разрушению материалов при циклическом нагружении в условиях повышенных
температур……………………………………………………………………………..12
1.2. Интерпретация экспериментальных результатов в терминах энергетических,
силовых и деформационных параметров сопротивления разрушению……………22
1.3. Модели прогнозирования скорости роста трещин и остаточной долговечности
при термомеханическом нагружении………………………………………………..38
1.4. Особенности численных расчетов полей параметров НДС в зонах
концентрации напряжений……………………………………………………………50
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ……………………………………...52
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ СКОРОСТИ РОСТА ТРЕЩИН ПРИ
ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ В УСЛОВИЯХ СЛОЖНЫХ
ТЕПЛООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ…………………………………………………54
2.1. Исследуемый материал, геометрия образцов и программы испытаний……….54
2.2. Основные характеристики сплава ХН73МБТЮ при монотонном нагружении в
диапазоне температур 23°С-700°С…………………………………………………...61
2.3. Испытательное оборудование и средства измерений для проведения
экспериментов при усталости, взаимодействии усталости и ползучести и
термомеханическом нагружении……………………………………………………..65
2.4. Прямые и косвенные методы измерения размеров трещины в процессе
испытаний……………………………………………………………………………...68
2.5. Тарировки температуры в испытательном образце при индукционном
нагрев…………………………………………………………………………………..69
3
2.6. Алгоритм интерпретации характеристик роста трещин при термомеханическом
нагружении с учетом формы цикла деформирования………………………………71
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ НДС В ЗОНЕ КОНЦЕНТРАЦИИ
НАПРЯЖЕНИЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ ПРИ
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ……………………………………….74
3.1. Разработка и реализация алгоритма сопряженных мульти-физических
численных расчетов в последовательности электромагнитного, теплообменного
анализа и определения деформированного состояния твердого тела……………...76
3.2. Верификация и валидация расчетов в сопряженной мульти-физической
постановке по анализу чувствительности на примере термомеханического
нагружения при сложных теплообменных процессах с привлечением
тепловизионной техники……………………………………………………………...96
3.3. Поцикловой расчет полей температуры и упруго-пластических напряжений в
образце с исходным надрезом с учетом сдвига фаз компонент нагружения…….117
3.4. Анализ полей напряжений в вершине трещины по стадиям циклического
деформирования при изотермическом и термомеханическом нагружении……...129
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
СКОРОСТИ РОСТА ТРЕЩИН ПРИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОМ И
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ В ЖАРОПРОЧНОМ СПЛАВЕ
ХН73МБТЮ………………………………………………………………………….147
4.1. Диаграммы усталостного разрушения для усталости, взаимодействия
усталости и ползучести, термомеханической усталости и закономерности
изменения характеристик циклической трещиностойкости сплава ХН73МБТЮ в
терминах упругого КИН……………………………………………………………..147
4.2. Формулировка и расчет параметра разрушающего воздействия при
изотермическом и термомеханическом циклическом деформировании…………154
4.3. Интерпретация скорости роста трещин при изотермической и
термомеханической усталости по параметру разрушающего воздействия………167
4.4. Прогнозирование остаточной долговечности на стадии развития дефектов на
основе параметра разрушающего воздействия…………………………………….169
4
4.5. Распространение трещины в диске турбины авиационного двигателя на основе
имитационного моделирования……………………………………………………..173
ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………….192
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………193
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ…………………...195
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………...201
