Диссертация (1149331), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Кривая на графике(рисунок 2.7)имеетсмыслскоростнойзависимостипределапрочности,построенной по формуле (1.15) при c =2.5 µs, c = 3.8 GPa . Точки соответствуютэкспериментальным точкам из работы [75].44Рисунок 2.7. Зависимость предела прочности от скорости деформации дляКарбида Кремния (SiC).Кривая имеет смысл скоростной зависимостипредела прочности, построенной по формуле (1.15) при c =2.5 µs, c = 3.8 GPa .Точкисоответствуютэкспериментальнымточкамизработы [75].Применение критерия инкубационного времени позволило не толькокачественно, но и количественно описать результаты экспериментов на сжатие вшироком диапазоне параметров внешнего воздействия.
Вычисленные параметрыявляются константами материала и поэтому их можно использовать в болеесложных расчетных схемах в инженерной практики.Применяемыеподходыавтоматизацииполученияпрочностныххарактеристик материала работоспособны и приведенные примеры расчетов этоподтверждают.45Определение прочностных характеристик материала придинамическом раскалыванииДля хрупкого разрушения наиболее опасной схемой разрушения являетсяраскалывание (или растяжение), поскольку хрупкие и квазихрупкие материалывесьма уязвимы к трещинам при растягивающей моде напряжений. Описаниеэкспериментальной схемы приведено в п.2.1.
Обработка данных с использованиемавтоматизированныхметодовничемнеотличаетсяотобработкиэкспериментальных данных, полученных при сжатии.ДляпримерапродолжимрассматриватьиспытаниябетонаВ25,проведенные специалистами НИИ Механики ННГУ. Динамические испытания нарастяжениепроводилисьсиспользованиеммодифицированнойметодикиКольского.Величины параметров материала (критерия инкубационного времени 1.15)ив данном случае равны статической прочности на растяжение иинкубационному времени, соответствующему времени релаксации, вызваннойразвитием дефектов при растяжении.Согласновыкладкам,автоматизированныхметодовприведеннымобработкивп.1.3получимиприменениючисленныезначенияпараметров материала.
На рисунке 2.8 представлены результаты испытаний нарастяжение бетона В25 при квазистатических и высоких скоростях деформации.Сплошная кривая соответствует расчету по критерию (1.15) при значенияхпараметров:,. Наблюдается не только качественное, нои количественное соответствие расчетной по критерию инкубационного временикривой экспериментальным точкам.46Рисунок 2.8. Прочностные характеристики бетона B25, полученные вэкспериментах на растяжение (точки) и рассчитанные по критерию (1.15)(сплошная кривая,,)Также были проведены дополнительные расчеты для скальных пород [76].Подробные физико-механические данные исследуемого материала приводятся вработе [77]. На рисунке 2.9 представлены результаты испытаний на растяжениепри квазистатических и высоких скоростях деформации.
Сплошная криваясоответствует расчету по критерию (1.15) при значениях параметров:,.Наблюдаетсяколичественноесоответствиекривой,полученной по критерию инкубационного времени, и экспериментальных точек.47Tensile strengs (MPa)50403020100.111034110100110loading rate (GPa/s)Рисунок 2.9. Прочностные характеристики мелкозернистого гранитногокамня, полученные в экспериментах на растяжение (точки) и рассчитанныепо критерию (1.15) (сплошная кривая,Использованиекритерия,)инкубационноговременипозволилоколичественно описать результаты экспериментов на сжатие в широкомдиапазонепараметровавтоматизациивнешнегополучениявоздействия.прочностныхПрименяемыехарактеристикподходыматериалаработоспособны, и приведенные примеры расчетов это подтверждают.Рассмотренные в данной части главы примеры относились к материалам,склонным к разрушению по хрупкому сценарию.
Но, как правило, используемыевпромышленностиматериалыпроявляютбольшуючувствительностькамплитуде внешнего воздействия. К таковым можно отнести различные металлы,разрушение которых сопровождается пластической деформацией.Далеепредставленыприведенного в п.1.2.примерыприменениякритериятекучести,482.3.
Применение критерия текучести для обработки экспериментальныхданныхПрименение критерия инкубационного времени по форме (1.9) такжечастично автоматизировано. Единственное отличие от критерия хрупкогоразрушения в том, что невозможно провести весь процесс нахождения параметровматериала автоматически.
Предлагается следующий порядок действий: задаетсяфиксированная величина константы α, затем применяется автоматизированныйподход, описанный в п.2.1, по поиску τ. Напомним, параметр α отвечает за уголнаклона «динамической ветви». В данном случае его определение носитэкспертныйхарактер.Подтверждениемкачественногоопределениявсехпараметров материала служит верификационная кривая предела текучести(пластичности) в зависимости от скорости деформации.Применим критерий по нахождению предела текучести (1.9) к анализуэкспериментальных данных.
В работе [78] были представлены исследованияповедения стали турбинной лопатки при ударном нагружении. Экспериментыпроводились с использованием метода Кольского [79].На рисунке 2.10 изображена зависимость предела текучести от скоростидеформации. Кривая имеет смысл скоростной зависимости предела текучести,построенной по формуле (1.9). Точки соответствуют экспериментальным точкамиз работы [78].
Из диаграммы на рисунке 2.10 видно, что экспериментыпроводились только при больших скоростях деформации. С возрастаниемскоростей происходит увеличение предела текучести. Модель также показываетповедение этого материала в статическом режиме. Определяющие параметрыравны соответственно = 0.4 с, y = 520 МПа, = 23. Статический пределтекучести y был найден из инженерных справочников, параметры и - изэкспериментальных данных. Параметр отвечает за чувствительность материалак уровню внешней нагрузки. Визуально на диаграмме деформирования̇.Этот параметр определяет угол наклона динамической ветви. Чем больше , тем49меньше угол между расчетной кривой и осью абсцисс.
Стоит отметить, что дляхрупких материалов равен единице. Но бывают и исключения. Это будетпродемонстрировано далее.Рисунок 2.10. Зависимость предела текучести от скорости деформации.Криваяимеетсмыслскоростнойзависимостипределатекучести,построенной по формуле (1.9) при = 0.4 с., y = 520 МПа, = 23. Точкисоответствуют экспериментальным точкам из работы [78].Для малоуглеродистых сталей экспериментальные данные взяты из статьи[60]. Эксперименты также проводились с использованием метода Кольского.На рисунке 2.11 изображена зависимость предела текучести (t * ) от*времени перехода в пластическое состояние t , соответствующее минимальномувремени t , для которого в (1.9) реализуется равенство. Кривая на рисунке 2.11имеет смысл скоростной зависимости предела текучести, построенной поформуле (1.9)при = 10, = 0.1 с, y = 295 МПа.Точкисоответствуютэкспериментальным точкам из работы [60].
На данной диаграмме теоретическая50кривая и экспериментальные точки дали хорошее совпадение. Параметрыматериала были найдены непосредственно из экспериментальных данных.Также были проведены дополнительные расчеты для ряда материалов приразных режимах нагружения. Параметры материалов, определенные в ходеанализа экспериментальных данных по динамической текучести приведены втаблице 2.1.Рисунок 2.11. Зависимость предела текучести (t * ) от времени переходавпластическоесостояниеt * .
Кривая имеет смысл скоростнойзависимости предела текучести, построенной по формуле (1.9) при = 10, = 0.1 с, y = 295 МПа.Точкисоответствуютэкспериментальным точкам из работы [60]).В части экспериментальных исследований в динамических условияхнагружения определению физической величины, характеризующей свойствоматериала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации (модуль51Юнга), уделяется мало внимания.В этом случае правомерно рассматриватьтандем E c .Предложенныйподходколичественноопределитьразрушающихсявпозволяетнепрочностныеприсутствиитолькокачественно,характеристикипластическойдеформации.ноиматериалов,Напримеререзультатов расчетов, приведенных в таблице 2.1 можно сделать вывод о том, чтопараметры модели практически не имеют связи между собой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
