ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ВЯЗКОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ И НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В КОНСТРУКЦИОННЫХ СПЛАВАХ ПРИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
Аннотация
Для оценки ресурсных характеристик конструкционных материалов (металлов и их сплавов) при механизмах деградации, сочетающих усталость и ползучесть материала в условиях воздействия нестационарных термомеханических нагружений, развита математическая модель механики поврежденной среды, состоящая из трех взаимосвязанных составных частей: соотношений, определяющих вязкопластическое поведение материала с учетом зависимости от процесса разрушения; уравнений, описывающих кинетику накопления повреждений; критерия прочности поврежденного материала. Определение основных характеристик процесса термоциклического вязкопластического деформирования материалов и накопления повреждений (параметров состояния) осуществляется при соответствующей формулировке определяющих соотношений механики поврежденной среды в приращениях, которые зависят от выбранного шага интегрирования. Шаг по времени может корректироваться при прохождении сложных участков траектории деформирования в течение всего расчетного времени при условии устойчивости процесса вычислений. Определение материальных параметров и скалярных функций определяющих соотношений механики поврежденной среды осуществляется на базе современных экспериментально-теоретических методик, сочетающих численный эксперимент с натурным. Рассмотрены вопросы программной реализации модели механики поврежденной среды. Для верификации модели механики поврежденной среды проведены расчеты по неизотермическому монотонному и циклическому деформированию лабораторных образцов. Проведена верификация моделей механики поврежденной среды путем восстановления на основе численного моделирования исходных экспериментальных кривых ползучести. Показано, что используемая модель механики поврежденной среды, реализованная в программном продукте EXPMODEL, качественно и количественно описывает основные эффекты процесса вязкопластического деформирования конструкционных сплавов.
Ключевые слова: моделирование, механика поврежденной среды, алгоритм, программа, конструктивный элемент, опасная зона, термомеханическое нагружение, вязкопластическое деформирование, напряженно-деформированное состояние, поврежденность, ресурс.
