Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Идентификация параметров полилинейных моделей металлов, применяемых при численном моделировании процессов пластического деформирования и разрушения конструкций

# 06, июнь 2016
DOI: 10.7463/0616.0842395
Файл статьи: SE-BMSTU...o017.pdf (1226.40Кб)
авторы: Шмелев А. В.1, Кононов А. Г.1, Омелюсик А. В.1,*

УДК 620.172.251.22.001.57

1 Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси,
Минск, Беларусь

Статья посвящена моделям металлических материалов, используемых при расчете де-формирования и разрушений машиностроительных конструкций. Достоверность моделей материалов позволяет адекватно оценивать прочностные характеристики конструкций новой техники при ее проектировании и сертификации.
В статье рассмотрены условные и истинные механические характеристики материалов, приведены уравнения связи между ними. Отмечается, что в программных комплексах меха-нические характеристики материалов задаются в истинных значениях.
Рассмотрены линейные и степенные модели материалов, их особенности и способы получения. Рассмотрены модели Джонсона-Кука, Стейнберга-Гунана, Зерилли-Армстронга, Купера-Саймондса, Гурсона-Твергарда, которые учитывают скорость деформации и темпе-ратуру материала. Описаны области их применения, достоинства и недостатки. Рассмотрены одно- и многопараметрические критерии разрушения материалов, перспективы их применения. Обоснована рациональность использования полилинейной модели материала *MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY (024), программного комплекса LS-DYNA, для машиностроительной отрасли. Приведены ее основные параметры.
Разработана методика идентификации параметров полилинейных моделей металличе-ский материалов. Методика состоит из этапов, основанных на уравнениях перехода от ус-ловных значений напряжений и деформаций к истинным. Отличительной особенности методики является учет напряженно-деформированного состояния в шейке образца.
Проведены испытания круглых образцов материалов на растяжение. С целью апроба-ции разработанной методики в программном комплексе ANSYS LS-DYNA PC проведено моделирование растяжения образца и сопоставление результатов. Сопоставление результа-тов показало высокую сходимость.
Дальнейшее совершенствование методики может быть достигнуто путем разработки статистического подхода к обработке результатов серий испытаний, что позволит получать некую условную диаграмму растяжения материала, обеспечивающую запас прочности или гарантии требуемых прочностных свойств изделий и конструкций. Также планируются дальнейшие работы по развитию методики в части применения более сложных моделей, учитывающих температуру, скорость деформации и другие факторы.

Список литературы
  1. Садырин А.И. Компьютерные модели динамического разрушения конструкционных материалов: Учебно-методическое пособие. Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. 35 с.
  2. Форенталь М.В. Динамика деформирования и разрушения пластин при высокоскоростном нагружении ударником со сложной структурой: дис. … канд. техн. наук. Челябинск, 2010. 174 с.
  3. Лопатина Е.С., Ковалева А.А., Аникина В.И. Механические свойства металлов: Конспект лекций. Красноярск, 2008. 192 c. Режим доступа: http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/1822/u_lectures.pdf (дата обращения 12.11.2015).
  4. Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: Справочник / под. ред. К.В. Фролова. М.: Машиностроение, 1985. 224 с.
  5. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести: Учебник / под. ред. В.Л. Данилова. М.: Машиностроение, 1975. 400 с.
  6. Биргер И.А. Сопротивление материалов: Учебник / под. ред. Н.П. Рябенькой. М.: Наука, 1986. 560 с.
  7. Потапова Л.Б., Ярцев В.П. Механика материалов при сложном напряженном состоянии. М.: Издательство Машиностроение – 1, 2005. 244 с.
  8. Su Hao, Wing Kam Liu, Chin Tang Chang Computer implementation of damage models by finite element and meshfree methods // Computer methods in applied mechanics and engineering. 2000. № 187. P. 401-440. DOI: 10.1016/S0045-7825(00)80003-1
  9. Кузькин В.А., Михалюк Д.С. Применение численного моделирования для идентификации параметров модели Джонсона-Кука при высокоскоростном деформировании алюминия // Вычислительная механика сплошных сред, 2010. Т. 3. № 1. С. 32-43.
  10. Лебедев А.А., Чаусов Н.Г., Богданович А.З. Оценка предельных повреждений в материалах при статическом нагружении с учетом вида напряженного состояния // Проблемы прочности. 2002. № 2. С. 35-40.
  11. Чаусов Н.Г., Лебедев А.А., Богданович А.З. О предельной поврежденности материала в зоне концентратора // Проблемы прочности. 2002. № 6. С. 31-37.
  12. LS-Dyna keyword user's manual. Vol.1. Livermore Software Technology Corporation, 2007. 2206 p.
  13. Остсемин А.А. К анализу напряженного состояния в эллиптической шейке образца при растяжении // Проблемы прочности. 2009. № 4. С. 19-28.
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)