Дана краткая характеристика трех используемых в рамках статьи вычислительных моделей, ориентированных на решение задач о больших пластических деформациях тонкостенных металлических конструкций, находящихся под действием внутреннего давления. Отмеченный набор моделей включает в себя оболочечную безмоментную жесткопластическую конечно-элементную модель и две твердотельные упругопластические конечно-элементные модели, которые предназначены для решения задач о больших пластических деформациях в осесимметричной и трехмерной постановках. Надежность получаемого при этом численного решения рассматриваемой задачи о предельном пластическом формоизменении устанавливается по факту согласованности результатов расчетов на основе двух (альтернативных) из отмеченных трех моделей. Закон упрочнения высокопластичного материала принимаемой к рассмотрению конструкции определяется в рамках расчетно-аналитического подхода, основанного на использовании стандартных механических характеристик этого материала: предела прочности, предела текучести и равномерного удлинения. Излагаются результаты выполненных расчетно-экспериментальных исследований по предельному пластическому формоизменению конструкции, изготовленной с применением аддитивных технологий, содержащей элемент в виде торообразной (с двумя полостями) оболочки, подверженной действию большой величины внутреннего давления. Отмечается хорошее согласование с экспериментом как зон начала разрушения конструкции, так и получаемых при этом расчетных прогнозов по предельным значениям приложенного давления. Таким образом, подтверждена корректность предложенных вычислительных моделей и истинной диаграммы деформирования стали, используемой в аддитивном производстве, построенной на основе расчетно-аналитического подхода. Полученные результаты свидетельствуют о возможности проведения оценки запаса прочности подобных конструкций в рамках предложенного В.И. Феодосьевым подхода, опирающегося на получаемый описанным способом расчетный прогноз по предельному значению приложенной нагрузки.
A brief description of three computational models used is given. They are aimed at solving problems of large plastic deformations of thin-walled metal structures under internal pressure. The set of models includes a membrane rigid-plastic finite element model and two solid elastic-plastic finite element models, which are intended to solve problems of large plastic deformations in axisymmetric and three-dimensional formulations. The reliability of the resulting numerical solution to the considered problem of limit plastic forming is established by the fact of consistency of the calculation results based on two (alternative) of the three models. The law of strengthening of the highly plastic material of the structure taken into consideration is determined within the framework of the calculation and experimental approach based on the use of standard mechanical characteristics of this material. The results of the calculation and experimental studies on the limiting plastic deformation of the structure containing an element in the form of a toroidal (with two cavities) shell subjected to the action of a large value of internal pressure are presented. Good agreement with the experiment of the obtained calculation forecasts for the limiting values of the applied pressure is noted. This confirms the possibility of assessing the safety factor of such structures within the framework of the approach proposed by V.I. Feodosyev, based on the calculated forecast for the limiting value of the applied load obtained in the described manner.