Моделирование деформационной повреждаемости металлов при деформациях пластического сжатия
https://doi.org/10.22405/2226-8383-2023-24-5-331-342
Аннотация
Эксплуатационные свойства многих изделий точного машиностроения, изготавливаемых методами пластической деформации, существенно зависят от структурной деформационной повреждаемости их материала. В связи с этим существенное значение для расчета и прогнозирования надежных эксплуатационных характеристик этих изделий имеют методы математического моделирования сложного физического процесса структурной повреждаемости. Согласно систематизированным экспериментальным данным, повреждаемость металлов при больших пластических деформациях связана, главным образом, с образованием, ростом и коалесценцией пор. Для формулировки определяющих соотношений и определения входящих в них материальных функций используется геометрическая модель
элементарного объема (RVE) со стохастически распределенными мезоэлементами (ME), представляющими материальную оболочку с порой. Для поэтапного расчета компонент тензора приращения деформации на RVE- и ME- уровнях их начальная (недеформированная) и текущая (деформированная) конфигурация определяются метрическим тензором.
Приводится расчет мер повреждаемости на основе экспериментальния определение и моделирование материальных функций пластической дилатансии и девиаторной деформации
ME в зависимости от девиаторной деформации RVE в опытах на пластическое сжатие.
Об авторе
Николай Дмитриевич Тутышкин
Тульский государственный университет
Россия
Россия
доктор технических наук, профессор
Список литературы
1. Макклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов. М.: Мир, 1970. 444 с.
2. McClintock F. A criterion for ductile fracture by the growth of holes // J. Appl. Mech. 1968. Vol. 90. P. 363-371.
3. Bao Y., Wierzbicki T. On fracture locus in the equivalent strain and stress triaxiality space // Int. J. Mech. Sci. 2004. Vol. 46. P. 81-98.
4. Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твёрдых тел. − М.: Металлургия, 1971. − 264 с.
5. Br¨unig M. An anisotropic ductile damage model based on irreversible thermodynamics // Int. J. Plasticity. 2003. Vol. 19. P. 1679–1713.
6. Bammann D., Solanki K. On kinematic, thermodynamic, and kinetic coupling of a damage theory for polycrystalline material // Int. J. Plasticity. 2010. Vol. 26. P. 775-793.
7. Khan A., Liu H. A new approach for ductile fracture prediction on Al 2024-T351 alloy // Int. J. Plasticity. 2012. Vol. 35. P. 1–12.
8. Hosokava A., Wilkinson D., Kang J., Maire E. Onset of void coalescence in uniaxial tension studied by continuous X-ray tomography // Int. J. Acta Materialia. 2013. Vol. 61. P. 1021-1036.
9. Tutyshkin N., M¨uller W., Wille R., Zapara M. Strain-induced damage of metals under large plastic deformation: Theoretical framework and experiments // Int. J. of Plasticity. 2014. Vol. 59. P. 133–151.
10. Тутышкин Н.Д., Травин В.Ю. Тензорная теория деформационной повреждаемости // Чебышевский сборник. 2022. – Том 23. № 5. C. 320 – 336.
11. Хилл Р. Математическая теория пластичности / Пер. с англ. Э.И. Григолюка.М.: Госуд. изд-во технико-теорет. лит-ры. 407 с.
12. Dunand M., Maertens A., Luo M., Mohr D. Experiments and modeling of anisotropic aluminum extrusions under multi-axial loading – Part I: Plasticity // Int. J. Plasticity. 2012 Vol. 36. P. 34–49.
13. Luo M., Dunand M., Mohr D. Experiments and modeling of anisotropic aluminum extrusions under multi-axial loading – Part II: Ductile fracture. // Int. J. Plasticity. 2012. Vol. 32-33, May. P. 36–58.
14. Bao Y., Wierzbicki T. On the cut-off value of negative triaxiality for fracture. // J. Eng. Fract. Mech. 2005. Vol. 72. P. 1049–1069.
15. Zapara M., Tutyshkin N., M¨uller W., Wille R. Constitutive equations of a tensorial model for ductile damage of metals // J. Continuum Mechanics and Thermodynamics. 2012. Vol. 24. P. 697-717.
Рецензия
Для цитирования:
Тутышкин Н.Д. Моделирование деформационной повреждаемости металлов при деформациях пластического сжатия. Чебышевский сборник. 2023;24(5):331-342. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2023-24-5-331-342
For citation:
Tutyshkin N.D. Modeling of deformation damage of metals in case of plastic compression deformations. Chebyshevskii Sbornik. 2023;24(5):331-342. (In Russ.) https://doi.org/10.22405/2226-8383-2023-24-5-331-342
Просмотров:
267
Послать статью по эл. почте 