Диссертация (1150590), страница 12

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

Текст из файла (страница 12)

Свойства материала. , мкс Критерий (3.14) 0y , МПаСталь [156]56011Сталь [157]530615Никель [155]2400.5179Рисунок 3.10. Поведение предела текучести в широком диапазоне скоростейдеформаций для стали B500A при комнатной температуре T  T0 по критериюинкубационного времени (3.14) (синяя кривая 2) и классической моделиДжонсона-Кука (3.13) (зеленая кривая 1) при условиях 0  103 с 1 ,  p  0 наоснове экспериментальных данных [156].80Рисунок 3.11. Поведение предела текучести в широком диапазоне скоростейдеформаций для сталиASTM A36 при комнатной температуре T  T0 покритерию инкубационного времени (3.14) (синяя кривая 2) и классической моделиДжонсона-Кука (3.13) (зеленая кривая 1) при условиях 0  1 с 1 ,  p  0 наоснове экспериментальных данных [157].Рисунок 3.12.

Поведение предела текучести в широком диапазоне скоростейдеформаций для никеля при комнатной температуре T  T0 по критериюинкубационного времени (3.14) (синяя кривая 2), моделей Джонсона-Кука (3.13)классической (фиолетовая кривая 3), модифицированной (зеленая кривая 1) приусловиях 0  1 с 1 ,  p  0 на основе экспериментальных данных [155].Сравнение параметров модели Джонсона-Кука по [155–157] представлено вТаблице 3.4.

Характеристики модели Джонсона-Кука вычислены через параметры81критерия (3.14). Расчет параметров D, k модифицированной модели ДжонсонаКука по параметрам модели на основе концепции инкубационного временипоказал хорошее соответствие для двух моделей. Преимущество расчетов покритериюинкубационноговремениявляетсяминимальноеколичествопараметров, которые не требуют дальнейшей модификаций для расчета пределатекучести на высоких скоростях деформации в отличие от эмпирической моделиДжонсона-Кука. Таким образом, критерий инкубационного времени лучшеописывает поведение предела текучести при скорости деформации выше порядка10 3 с 1 , чем классическая модель Джонсона-Кука.Таблица 3.4.

Сравнение параметров моделей Джонсона-Кука (в классической имодифицированной формулировках) и их оценка по критерию инкубационноговремени.A, MPaCD(1000 c 1 )kМодель Джонсона-Кука [156]5640.001769--Критерий (3.14) [156]5601.9 10 70.750.5Модель Джонсона-Кука [157]5300.0017--Критерий (3.14) [157]5300.0004380.063Модель Джонсона-Кука [155]2000.010.250.5Критерий (3.14) [155]2400.000170.470.582Обобщение результатов главыВ данной главе рассматриваются процессы пластического деформированияметалловприударно-волновыхвоздействияхврамкахконцепцииинкубационного времени.

Построена общая схема определения динамическогопредела текучести в зависимости от скорости деформации на основе критерияинкубационного времени.Исследуется поведение инкубационного времени и динамический пределтекучести для образцов с различной структурой, изготовленных из одного видаметалла. Показано, что оценка инкубационного времени, как инвариантногопараметра к скорости деформации, дает соответствие с экспериментальнымиданными динамического предела текучести.На основе расчетной схемы деформационной кривой [8], введенной в главеI, анализируется поведение металлов с устойчивым и неустойчивым поведениемпластической деформации при широком интервале скоростей деформации.Прогнозируется эффект «зуба текучести», проявляющийся на диаграммахнитевидных кристаллов металлов при низких скоростях деформации имелкозернистых металлов на высоких скоростях деформации.Проводитсясравнениеинкубационноговремени,полученногопоинтегральному критерию текучести, с результатами оценки времени релаксациина основе феноменологической модели Кельвина-Фойгта и теории фононноготрения дислокаций.Показано преимущество оценки динамического предела текучести наоснове концепции инкубационного времени относительно дислокационнойтеории, состоящее в использовании простой расчетной схемы, содержащей одиндополнительный параметр материала (инкубационное время).Наблюдается, что расчетную схему [8] феноменологической кривой такжеможно использовать для материалов без проявления зуба текучести в широком83диапазоне скоростей деформаций.

Показано, что деформационная диаграммаматериала является кривой процесса в отличие от классических представлений оповедении упругопластических тел.Проводится сравнение модели инкубационного времени с эмпирическоймоделью Джонсона-Кука [5–7], широко используемой при обработке металловрезанием. Показано, что динамический предел текучести в рамках концепцииинкубационного времени лучше оценивается относительно классической имодифицированной моделей Джонсона-Кука.84ЗАКЛЮЧЕНИЕВ диссертации было исследовано поведение прочности материала при хрупкомразрушении и пластическом деформировании при ударно-волновых нагрузках наоснове единой концепции инкубационного времени.

Установлен алгоритм расчетапредела прочности и предела текучести при динамических воздействиях.Представлены результаты расчета предела прочности бетона на основеконцепции инкубационного времени разрушения при введении заполнителя,металлических волокон. Объясняется эффект инверсии прочности на высокихскоростях деформации за счет доминирующей роли релаксационных процессов вматериале, предшествующих развитию микроструктурных дефектов.Предложена феноменологическая модель пластического деформирования длячистых металлов.

Показано, что полученную методику можно также применятьдля крупнозернистых и мелкозернистых металлов для широкого спектра внешнихвоздействий. Используемая модель учитывает явление «зуба текучести» и егоотсутствие (классическая деформационная кривая), что позволяет ее использоватьдля различных материалов.Проведено сравнение моделей Джонсона-Кука и интегрального критериятекучести в определении предела текучести материала при высокоскоростномвоздействии. Получены характеристики классической модели Джонсона-Кукачерез параметры интегрального критерия текучести. Выявлено, что привысокоскоростномвоздействиилучшетекучести.85работаетинтегральныйкритерийСписок литературы[1] Grote D.L., Park S.W., Zhou M.

Dynamic behavior of concrete at high strain ratesand pressures: I. experimental characterization// Int. J. Imp. Eng. 2001. Vol. 25. P.869–886.[2] Chen X., Wu S., Zhou, J. Experimental and modeling study of dynamic mechanicalproperties of cement paste, mortar and concrete// Construction and Building Materials.2013. Vol. 47. P. 419–430.[3] Bazant Z.P. Size effect. International Journal of Solids and Structures 2000. Vol. 37.P. 69–80.[4] Сухонос С.И. Масштабный эффект – неразгаданная угроза. М.: Новый центр.2001.

68 с.[5] Johnson G.R., Cook W.H. A constitutive model and data for metals subjected tolarge strains, high strain rates and high temperatures// in: Proceedings of the SeventhInternational Symposium on Ballistics, The Hague.1983. P.541–547.[6] Johnson G.R., Cook W.H. Fracture characteristics of three metals subjected tovarious strains, strain rates, temperatures and pressure// Eng.

Fract. Mech.1985. Vol. 21.№1. P. 31–48.[7] Couque H., Boulanger R., Bornet F. A modified Johnston-Cook model for strainrates ranging from 10-3 to 10-4 s-1. J. Phys. IV. 2006. Vol. 134. P. 87–93.[8] Selyutina N., Borodin E.N., Petrov Y., Mayer A.E. The definition of characteristictimes of plastic relaxation by dislocation slip and grain boundary sliding in copper andnickel // International Journal of Plasticity.

2016. Vol. 82. P. 97–111. DOI:10.1016/j.ijplas.2016.02.004.[9] Petrov Yu.V. On the “quantum” nature of dynamic fracture in brittle solids // Sov.Phys. Dokl. 1991. Vol. 36. P. 802–804.[10] Petrov Y.V., Morozov N.F. On the modeling of fracture of brittle solids // ASME J.Appl. Mech. 1994. Vol. 61. №3. P. 710–712.86[11] Петров Ю.В. Квантовая аналогия в механике разрушения твердых тел // Физ.тверд. тела.

1996. Т.38. Вып. 11. С. 3385–3393.[12] Gruzdkov A.A., Petrov Yu.V. On temperature-time corresponrence in high-ratedeformation of metals // Doklady Physics. 1999. Vol. 44. №2. P. 114–116.[13] Каштанов А.В., Петров Ю.В. Кинетическое описание инкубационногопроцесса при динамическом разрушении // Доклады РАН. 2007. Т. 414. №2.

С.186–189.[14] Gruzdkov A.A., Petrov Yu.V., Smirnov V.I. An Invariant Form of the DynamicCriterion for Yield of Metals. Physics of the Solid State. 2002. Vol. 44. №11. P. 2080–2082.[15] Petrov Yu.V., Gruzdkov A.A., Morozov N.F. The principle of equal powers formultilevel fracture in continua. Doklady Physics. 2005. Vol. 50.

№9. P. 448–451.[16] Petrov Yu.V., Gruzdkov A.A., Bratov V.A. Structural-temporal theory of fractureas a multiscale process. Physical Mesomechanics. 2012. Vol. 15. P. 232–237.[17] Petrov Y.V., Karihaloo B.L., Bratov V.V., Bragov A.M. Multi-scale dynamicfracture model for quasi-brittle materials. International Journal of Engineering Science.2012. Vol. 61. P. 3–9.[18] Petrov Y., Smirnov I., Evstifeev A., Selyutina N. Temporal peculiarities of brittlefracture of rocks and concrete // Frattura ed Integrità Strutturale.

2013. Vol. 24. P. 112–118. DOI: 10.3221/IGF-ESIS.24.12.[19] Petrov Y., Selyutina N. Dynamic behaviour of concrete and mortar at high strainrates // Materials Physics and Mechanics. 2013. Vol. 18. P. 101–107.[20] Petrov Y., Selyutina N.. Scale and Size Effects in Dynamic Fracture of ConcretesandRocks//EPJWebofConferences.10.1051/epjconf/20159404005.872015.Vol.94.04005.DOI:[21] Borodin E., Petrov Y., Cadoni E., Selyutina N. Relaxation Model for DynamicPlastic Deformation of Materials // EPJ Web of Conferences.

Характеристики

Список файлов диссертации