Введение
Глава 1. Состояние исследований упруговязкопластического поведения и процессов повреждения конструкционных материалов 42
1.1. Экспериментальные исследования неупругого поведения материалов 42
1.1.1. Классификация применяемых видов испытаний 42
1.1.2. Опыты на простое нагружение с последующей разгрузкой 43
1.1.3. Исследования циклического деформирования материалов по лучевым траекториям 45
1.1.4. Исследования формы поверхности текучести и закономерностей ее эволюции 46
1.1.5. Эксперименты по непропорциональному деформированию 48
1.1.6. Опыты по циклическому непропорциональному деформированию 50
1.1.7. Исследования неизотермического упругопластического деформирования 55
1.1.8. Экспериментальные исследования закономерностей деформирования материалов при ползучести 55
1.2. Теоретические исследования неупругого поведения металлов 57
1.2.1. Модели упругопластического деформирования материала 57
1.2.2. Соотношения теории ползучести 65
1.3. Исследования физико-механических процессов повреждения и разрушения конструкционных материалов 67
1.3.1. Основные результаты экспериментальных исследований 67
1.3.2. Теоретические критерии оценки долговечности 75
1.3.3. Исследования поврежденности материала и разработка методов ее теоретического описания 79
1.4. Методы решения краевых задач 87
1.4.1. Разновидности применяемых методов 87
1.4.2. Способы учета физической нелинейности 88
1.4.3. Эффективность различных типов конечных элементов 90
1.4.4. Методы решения систем алгебраических уравнений 91
Иллюстрации 94
Глава 2. Уравнения состояния упруговязкопластического повреждаемого материала 104
2.1. Общие положения 104
2.2. Определяющие уравнения термовязкопластичности 110
2.3. Определение скоростей параметров упруговязкопластического напряженно-деформированного состояния 123
2.4. Уравнения накопления повреждений 128
2.5. Критерии прочности материала с учетом его поврежденности 138
Иллюстрации 142
Глава 3. Численная реализация задач термоупруговязкопластического деформирования конструкционных материалов и элементов конструкций 143
3.1. Особенности интегрирования определяющих соотношений 143
3.2. Матричная формулировка определяющих соотношений 147
3.3. Постановка краевой задачи и формулировка уравнений МКЭ 154
3.4. Пакет программ для анализа процессов деформирования материала 158
3.5. Пакет программ для анализа процессов деформирования узлов и элементов конструкций 162
Иллюстрации 167
Глава 4. Методика определения материальных параметров уравнений состояния поврежденной среды 170
4.1. Цели проведения базового эксперимента 170
4.2. Определение материальных параметров уравнений термовязкопластичности 171
4.3. Определение материальных параметров эволюционных уравнений накопления микроповреждений 177
Иллюстрации 187
Глава 5. Оценка адекватности уравнений термоупруговязкопластичности 188
5.1. Цель и методика исследования 188
5.2. Оценка адекватности определяющих соотношений термоупруговязкопластичности для лучевых путей нагружения 190
5.2.1. Моделирование базового эксперимента 190
5.2.2. Моделирование процессов циклического деформирования 192
5.2.3. Моделирование процессов неизотермического деформирования 197
5.2.4. Оценка адекватности уравнений упруговязкопластического состояния для процессов ползучести 201
5.3. Оценка адекватности уравнений состояния для произвольных траекторий деформирования 203
5.3.1. Сложное нагружение по траекториям в виде многозвенных ломаных 203
5.3.2. Оценка адекватности уравнений состояния для циклических непропорциональных траекторий деформирования 218
5.3.3. Обоснование вида параметра непропорциональности упругопластического деформирования 231
5.4 Выводы по главе 237
Иллюстрации 238
Глава 6. Определение ресурса прочности с помощью моделирования процессов повреждения 361
6.1. Цель и методика исследования 361
6.2. Оценка адекватности уравнений механики поврежденной среды для процессов малоцикловой усталости при пропорциональных режимах деформирования 362
6.3. Оценка адекватности уравнений накопления повреждений и методики их интегрирования при непропорциональных режимах деформирования 366
6.4. Оценка возможности прогнозирования разрушения на основе анализа кинетики напряженно-деформированного состояния конструктивного элемента 372
6.5. Расчетный анализ деградации материала трубопровода с учетом влияния ограничения перемещений на опорах 377
6.5.1. Постановка задачи 377
6.5.2. Условно-упругий расчет 380
6.5.3. Расчет кинетики напряженно-деформированного состояния зоны сварного шва с учетом пластических деформаций 383
6.5.4. Оценка усталостной долговечности материала трубопровода 386
6.6 Выводы по главе 397
Иллюстрации 398
Основные результаты и выводы 435
Библиографический список 437
Приложения 481
