МАЛОЦИКЛОВАЯ УСТАЛОСТЬ ОБРАЗЦОВ С КОЛЬЦЕВОЙ ВЫТОЧКОЙ ПРИ ЖЕСТКОМ НАГРУЖЕНИИ

Аннотация

Приведены результаты испытаний цилиндрических образцов сплава 01570С на малоцикловую усталость. Испытания проведены на гладком образце и образцах с кольцевой выточкой. Образцы с кольцевой выточкой испытаны при жестком циклическом знакопеременном нагружении с постоянным размахом удлинения рабочей части.

Для моделирования проведенных экспериментов используется вариант модели пластичности, основанный на теории течения при комбинированном упрочнении. В выбранной математической модели введена поверхность памяти, разделяющая монотонное и циклическое нагружения. Такое разделение позволяет учитывать различные особенности изотропного и анизотропного упрочнения материала. Анизотропное упрочнение описывается суммой микронапряжений трех различных типов, позволяющих описывать эффекты посадки и вышагивания петли упругопластического гистерезиса. Модель пластичности позволяет проводить оценку поврежденного состояния материала с помощью уравнения, описывающего процесс накопления повреждений на основе энергетического критерия усталости.

По результатам испытаний гладкого образца определены параметры модели пластичности. Методом конечных элементов проведено математическое моделирование экспериментов по нагружению образцов с кольцевой выточкой. Модель поведения материала внедрена в программный комплекс SIMULIA Abaqus, для чего проведена линеаризация уравнений модели и вычислена матрица Якоби, определяющая изменение каждой из компонент приращения напряжения, вызванное бесконечно малым изменением каждой компоненты тензора приращения деформации. По результатам математического моделирования получены зависимости прикладываемой к образцу нагрузки от удлинения его рабочей части.

Приведено сравнение зависимостей прикладываемой к образцу нагрузки от удлинения рабочей части, полученных по результатам расчета, с результатами экспериментов, а также сравнение количества циклов до разрушения образца.