Дослідження нелінійного динамічного деформування просторових тіл з тріщинами
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.200550Ключові слова:
динамічне навантаження, скінченно-елементна модель, стаціонарні тріщини, параметри механіки руйнування.Анотація
Об’єктом досліджень є процес динамічної взаємодії складної системи циклічно-симетричних деталей опорного з’єднання з урахуванням наявності стаціонарних тріщин. Для значної кількості конструктивних елементів та деталей, що експлуатуються в умовах динамічних навантажень, характерним є виникнення та розповсюдження тріщин в зонах суттєвих пластичних деформацій. Зокрема, для опорного пристрою, який являє собою циклічно симетричне тіло з граничним випадком неоднорідності, при дії імпульсних навантажень на границях з’єднань циліндричної частини з виступами виникають зони пластичної течії. За умови наявності в означених областях тріщин, виникає необхідність достовірного визначення параметрів руйнування та прогнозування росту тріщини в часі.
Для побудови моделей означеного класу об’єктів одним з найбільш універсальних та достовірних чисельних методів є напіваналітичний метод скінченних елементів.
В даній роботі представлені результати обчислення на базі напіваналітичного методу скінченних елементів параметрів механіки руйнування для об'єкта з неоднорідними фізико-механічними властивостями при наявності стаціонарних тріщин в умовах імпульсного навантаження та пластичних деформацій. Чисельне дослідження виконано в два етапи. На першому етапі встановлено закономірності пружно-пластичного динамічного деформування системи. Визначені найбільш ймовірні зони накопичення пошкоджень та виникнення тріщин, що є причиною виходу з ладу елементів конструкції. На другому етапі розглянута модель із тріщиною, яка розташована в зоні пластичних деформацій, обчислені значення динамічних коефіцієнтів інтенсивності напружень та досліджено їх еволюцію у часі.
Отримані результати досліджень можуть бути використані при чисельних розрахунках неоднорідних тіл з пошкодженнями типу тріщин в умовах пружно-пластичних динамічних деформацій.
Посилання
- Funari, M. F., Lonetti, P., Spadea, S. (2019). A crack growth strategy based on moving mesh method and fracture mechanics. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 102, 103–115. doi: http://doi.org/10.1016/j.tafmec.2019.03.007
- Ooi, E. T., Shi, M., Song, C., Tin-Loi, F., Yang, Z. J. (2013). Dynamic crack propagation simulation with scaled boundary polygon elements and automatic remeshing technique. Engineering Fracture Mechanics, 106, 1–21. doi: http://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2013.02.002
- Zhang, Y., Zhuang, X. (2019). Cracking elements method for dynamic brittle fracture. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 102, 1–9. doi: http://doi.org/10.1016/j.tafmec.2018.09.015
- Bazhenov, V. A., Guliar, O. І., Piskunov, S. O., Sakharov, O. S. (2002). CHiselne modeliuvannia nelіnіinogo deformuvannia, kontinualnogo і diskretnogo ruinuvannia metodom skіnchennikh elementіv. Tekhnologicheskie sistemy, 2, 30–33.
- Guliar, A. I. (1984) Ob odnom metode rascheta prostranstvennykh konstruktsii na osnove obobshcheniia poluanaliticheskogo varianta MKE dlia zamknutykh nekrugovykh konechnykh elementov. Soprotivlenie materialov i teoriia sooruzhenii, 44, 44–46.
- Hrechukh, N. A., Pyskunov, S. O., Ostapenko, R. M. (2006). Obchyslennia KIN v prostorovykh tilakh obertannia pry temperaturnomu navantazhenni. Opir materialiv i teoriia sporud, 80, 38–53.
- Guliar, A. I., Topor, A. G., Solodei, I. I. (1997). Obobshchenie PMKE dlia issledovaniia dinamicheskogo deformirovaniia neodnorodnykh tel vrashcheniia pri impulsnom nagruzhenii. Soprotivlenie materialov i teoriia sooruzhenii, 63, 103–114.
- Solodei, I. I. (2002) Napivanalitychnyi metod skinchennykh elementiv v doslidzhenni pruzhnoplastychnykh kolyvan neodnoridnykh pryzmatychnykh til. Opir materialiv i teoriia sporud, 71, 90–98.
- Solodei, I. I., Vabishchevych, M. O., Sakharov, O. S., Huliar, O. I. (2006). Vyznachennia koefitsiientiv intensyvnosti napruzhen pryzmatychnykh til z trishchynamy pry dii dynamichnoho navantazhennia. Opir materialiv i teoriia sporud, 78, 61–76.
- Sakharov, A. S., Guliar, A. I., Topor, A. G. (1986). Analiz napriazhenno-deformirovannogo sostoianiia tel vrashcheniia s vyrezami, narushaiushchimi osevuiu simmetriiu. Problemy prochnosti, 6, 69–73.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Viktor Bazhenov, Maksim Vabischevich
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
