Сравнительный анализ напряженно-деформированного состояния в вершине трещины для компактных образцов заданной толщины в связи с варьированием их конструктивных параметров. Разработка механико-математической модели поврежденности материала перед фронтом трещины в ограниченной области с критическим уровнем напряжений : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / научный руководитель М. А. Журавков

Abstract

Объект исследования – компактный образец, применяемый для исследования

характеристик трещиностойкости сталей нефтепровода. Цель работы – разработать механико-математическую модель напряженно-

деформированного состояния и состояния объемной поврежденности материала перед

фронтом трещины, построить методику численной оценки поврежденности на основе

модели деформируемого твердого тела с опасным объемом, используя конечноэлементное

моделирование. Основными методами исследований являются: методы трибофатики, механики

деформируемого твердого тела, а также вычислительные методы. В результате проведенной работы, на основе модели деформируемого твердого тела с

опасным объемом, разработана методика численной оценки поврежденности в

окрестности вершины трещиноподобного повреждения. Построена механико-

математическая модель объемной поврежденности материала перед фронтом трещины и

написана соответствующая программа на языке APDL в пакете ANSYS, вычисляющая

приращение длины трещины после каждого шага нагружения. Расчет эквивалентных

напряжений для оценки опасных объемов проводился для плоской модели в соответствии с

первой, второй, третьей и четвертой теориями прочности. На основе разработанной

механико-математической модели были получены зависимости коэффициента

интенсивности напряжений от длины трещины, в качественном отношении хорошо

согласующиеся с результатами экспериментов.