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 Доступ платный или 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