Автореферат (1150589), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Введениеинкубационного времени разрушения как свойства материала способствует описаниюдинамических эффектов под влиянием гетерогенности структуры бетона (наличиенаполнителя и армирующих структур) в зависимости от выбора условий эксплуатации.Это позволяет решить проблему колейности дорожного покрытия выбором длякрупнозернистыхасфальтовыхпокрытий,предназаченныхдляэксплуатациипассажирского транспорта, материалов с высокими прочностными показателями придинамических нагрузках и для мелкозернистых покрытий, рассчитанных на небольшиескорости грузового транспорта, материалов с высокой статической прочностью.Построенная феноменологическая модель пластического деформированияпозволяет прогнозировать деформационную кривую как функцию процесса дляширокого спектра нагрузок (при квазистатических и динамических воздействиях).Использование интегральной модели пластичности для широкого интервала скоростейдеформаций по сравнению с эмпирическими моделями (закон Джонсона-Кука),применяемыми при обработке металлов резанием, полезно как более точный и удобныйметод оценки критического напряжения для высоких скоростей деформаций.Знания о критических напряжениях материала для процессов, время которыхзначительно меньше структурного времени материала при хрупком разрушении ипластичности (соответствующих динамическому деформированию), могут бытьприменены при эксплуатации железобетонных конструкций, при проектированииасфальтовых покрытий, а также при обработке металлов резанием.Апробация работы.

Основные результаты диссертационного исследования были даныдля обсуждения на следующих международных, российских конференциях и научныхсеминарах: XVIII Международной конференции по вычислительной механике исовременнымприкладнымпрограммнымсистемам(Алушта,2013);ПервомМеждународном научно-практическом семинаре «Системы комплексной безопасностии физической защиты» (Санкт-Петербург, 2013); Девятой научно-практическойконференции«Проблемыобеспечениявзрывоопасности7 ипротиводействиятерроризму» (Санкт-Петербург, 2014); Пятой международной научно-техническойконференции «Проблемы динамики и прочности в турбомашиностроении» (Киев,2014); VIII Всероссийской конференции по механике деформируемого твердого тела(Чебоксары, 2014); X Всероссийской научно-практической конференции «Проблемыобеспечения взрывоопасности и противодействия терроризму» (Санкт-Петербург,2015); XI Всероссийском съезде по фундаментальным проблемам теоретической иприкладной механике (Казань, 2015); 11th International DYMAT Conference (Lugano,2015); XXVI Международной конференции «Математическое и компьютерноемоделирование в механике деформируемых сред и конструкций» (Санкт-Петербург,2015); XXII Петербургских чтениях по проблемам прочности (Санкт-Петербург, 2016);LVII Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» (Севастополь,2016); 21th European Conference on Fracture (Catania, 2016); научном совете РАН погорению и взрыву в Санкт-Петербургском Научном центре РАН (март 2016); семинарахкафедры теории упругости математико-механического факультета СПбГУ.Публикации.

По теме диссертации опубликовано 13 статей [1–13], в том числе 6 работ([1–6]) в журналах рекомендованных ВАК РФ, 6 из них включены в системуцитирования Scopus ([1–6]).В работах [1,2,4–6,11,13] использована общая концепция инкубационноговремени для процессов разрушения и пластического деформирования, предложеннаяПетровым Ю.В.В статье [1] Смирнов И. и Евстифеев А.

получили результаты по динамическомуэффекту инверсии прочности между армированным бетоном и габбро-диабазом иэффекту влагонасыщенности бетона при высоких скоростях деформации. В работах[1,2,13] Селютина Н.С. проводила расчеты прочности бетона с наполнителем вшироком диапазоне скоростей деформации и объяснила наблюдаемый эффектинверсии прочности между бетоном с наполнителем и агрегатным бетоном.

В работе[3] Петрову Ю.В. принадлежит концепция многомасштабности процесса разрушения. Встатьях [3,10] Селютиной Н.С. принадлежит исследование предложенной концепции навысоких скоростях деформации для горных пород и бетона.В работе [4] Кадони Е. принадлежат экспериментальные данные пристатическом и динамическом деформировании стали. В статье [4] Петрову Ю.В.принадлежит модель расчета деформационной кривой стали при ударно-волновыхнагрузках. В статье [4] Селютиной Н.С.

выполнен расчет неустойчивого поведения8 пластической деформации чистого железа. В работах [4,5,6,11,13] Бородину И.Н. иМайеру А.Е. принадлежит формулировка основных уравнений теории дислокаций.В работах [5,6,11,13]. Селютина Н.С. предложила использовать модель расчетадеформационной кривой не только для чистых металлов, но и для сплавов. В работах[2,3,5,6,7–10,12,13] Селютина Н.С. полностью выполнила численные расчеты исравнивала их с экспериментальными данными.

Во всех работах, опубликованных всоавторстве, автор в равной степени участвовал в разработке основных подходов и вреализации численных расчетов.Структура и объем работы. Диссертация, насчитывающая 101 страницу, состоит извведения, трех глав, заключения и списка литературы, содержащего 157 наименований.Работа включает в себя 21 рисунок и 9 таблиц.Поддержка. Исследования автора на различных этапах работы поддерживалисьгрантом Санкт-Петербургского государственного университета 6.38.243.2014; игрантами РФФИ (14-01-00814;16-51-53077; 16-31-00254), фондом Марии Кюри TAMER№610547 и программой №25 Президиума РАН.КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВ главе I обсуждаются ключевые нелокальные временные критерии хрупкогоразрушения и пластического течения для расчета прочности и предела текучести,соответственно,приударно-волновыхнагрузках.Введениефундаментального“импульсного” критерия Петровым Ю.В., Морозовым Н.Ф. Уткиным А.А.

(Ю.В.Петров и А.А. Уткин 1987, 1989; Н.Ф. Морозов, Ю.В. Петров, А.А. Уткин 1988,1989;Н.Ф. Морозов и Ю.В. Петров 1990) сделало возможным рассматривать процессразрушенияхарактерныйнапространственно-временномструктурныйлинейныймасштабе.размерсредыСтоитнеотметить,толькочтоописывалпространственную шкалу, но и определял один из параметров временной шкалы.Физическая интерпретация динамического процесса разрушения на основеквантовых аналогий Ю.В. Петров (1991) позволила ввести инкубационное время какнезависимый временной параметр, характеризующий динамические особенностихрупкого разрушения материала. Структурные параметры в рамках этого подхода(Ю.В. Петров (1991)) рассматривались без спецификации физического смысла какфеноменологическиехарактеристикипространственно-временнойэлементарнойячейки разрушения, связанной с протеканием подготовительных процессов разрыва на9 фиксированном масштабном уровне.

Определение пространственно-временной ячейкиразрушения на основе двух независимых параметров позволило сформулировать: 1)структурно-временной подход для хрупкого разрушения, предложенного Ю.В.Петровым и Н.Ф. Морозовым (Ю.В. Петров и Н.Ф. Морозов (1994), Ю.В. Петров(1996)); 2) макроскопический критерий текучести металлов, введенный А.А.Груздковым и Ю.В. Петровым (А.А.

Груздков и Ю.В. Петров (1999)); 3) кинетическуюинтерпретацию инкубационных процессов (А.В. Каштанов и Ю.В. Петров (2007)). Длябездефектныхматериаловвобобщеннойформеприменяетсядляописаниядинамических эффектов (Ю.В. Петров (1991), А.А. Груздков и Ю.В. Петров (1991),Ю.В. Петров и Н.Ф. Морозов (1994), Н.Ф. Морозов и Ю.В. Петров (2000); А.А.Груздков, Ю.В.

Петров, В.И. Смирнов (2002); Ю.В. Петров (2004); Н.Ф. Морозов иЮ.В. Петров (2006), Ю.В. Петров (2014)) хрупкого разрушения, текучести:t ( s)  ds  1 , где  – инкубационное время, связанное с периодом подготовки t    c 1материалакразрушениюхарактеризующее(    fr )скоростную(моментучувствительностьначала(    y ))текучестиматериала;(t )–инекотораявременная зависимость роста среднего напряжения в образце;  c – статический пределлокального силового поля (для текучести  y0 );  – характеризует чувствительностьматериала к уровню интенсивности (амплитуде) силового поля, приводящего кразрушению (или моменту начала текучести).

Условие   1 выполняется для твердыхтел. Случай   1 имеет физическое обоснование, как будет показано ниже. Следуетотметить, что инкубационное время является свойством материала, не связанным сгеометрией испытуемого образца, способа применяемой нагрузки и характеризуетпроцесс разрушения на данном масштабном уровне.В главе I объясняется основная идея концепции инкубационного времени.Показано,чторассматриватьрелаксационнаячувствительностьприродаинкубационногопроцессовразрушениявремени,ипозволяетпластическогодеформирования при ударно-волновых нагрузках к параметрам внешнего воздействия.При этом в рамках единого механизма инкубационного времени, как независимыйпараметр внешнего воздействия и геометрии образца, учитывается различнаяфизическая интерпретация каждого из процессов.10 В главе I предлагается расчетная схема действующих напряжений в образце (5) при пластическом деформировании (феноменологическая деформационная кривая)на основе предположения о релаксации сдвиговых напряжений G (t ) на стадиипластическогодеформирования(посленаступлениямоментатекучестиt y ),предложенного Петровым Ю.В.: G ( s ) (t )  ds  1 , y t    0yy1t(1)где функция релаксации сдвиговых напряжений изменяется согласно условию:t G ( s ) 1 1, ds  1, y t    y0 yt G ( s ) 11 (t )   ds  1.,10 y t  y y  1 t   ( s)  G ds   y t    y0 y(2)t  ty , 2G (t ),1  ( (t ))      (t ) 2G      (t ), t  t y ,  (3)1    (t ) где компонента G     характеризует процесс релаксации напряжений посленачала текучести t y и  – скалярный параметр, описывающий степень упрочненияматериала.Предлагаемаячувствительноститекучести»вмодельбыладеформационнойнитевидныхверифицированадиаграммыметаллическихкдляпроявлениюкристаллахпримоделированияэффекта«зубаквазистатическом1воздействии и для других металлов и Селютиной Н.С.

Характеристики

Список файлов диссертации