Моделирование пространственного напряженно-деформированного состояния и состояния поврежденности в окрестности распространяющейся трещины : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / научный руководитель С. С. Щербаков

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, используя конечно-элементное и гранично-элементное моделирование. Основными методами исследований являются: методы трибофатики, механики деформируемого твердого тела, а также вычислительные методы. В результате проведенной работы, 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 со второй теорией прочности. На основе разработанной механико-математической модели были получены зависимости коэффициента интенсивности напряжений от длины трещины, в качественном отношении хорошо согласующиеся с результатами экспериментов. Проведена апробация алгоритма для гранично-элементного моделирования напряженно-деформированного состояния твердых тел, в котором применены решения для равномерного нагруженных граничных элементов, на упрощенной модели стандартного образца, применяемого для исследований характеристик трещиностойкости.