No abstract

No abstract

No abstract

No abstract

Цель исследования. Целью настоящей работы являлась разработка метода расчета параметров объёмных зон пластичности в порошковых и литых сталях, развивающихся в окрестности пор под действием внешнего растягивающего напряжения и внутреннего давления газов. Mетоды. Задачу решали на базе анализа распределения компонент тензора напряжений в окрестностях несплошностей (пор) различной формы. Поэтапно рассматривали образец, находящийся под действием растягивающих напряжений (σ) и содержащий единственный концентратор напряжения-сферическую пору радиусом «а», а также пору в форме двояковыпуклой линзы. Выбор морфологии пор был обусловлен их экспериментальным наблюдением в структуре реальных промышленных сталей, а также наличием решения для оценки поля напряжений около сферической поры, выполненного Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшицем. По сравнению с такими концентраторами напряжений, как узкая трещина или пора в виде двояковыпуклой линзы, концентрация напряжений около сферической поры выражена слабее. Однако для процессов диффузии атомов через зону повышенных напряжений важна не только величина напряжения, но и размер самой зоны. Около сферической полости размер перенапряженной зоны наибольший, поэтому анализ её морфологии был взят за основу. В работе использовали моделирование функций, описывающих распределение напряжений около поры по аналогии с полем скоростей идеальной жидкости. Результаты. Как объёмный объект описанные зоны пластичности представляют собой поверхности сфероида и эллипсоида, окружающие сферические и линзообразные поры. Очевидно, что чем меньше отношение h/l для поры, тем дальше в поперечном направлении распространяется зона пластичности (больше ρmax-l), становясь при этом всё более узкой (z1 примерно пропорциональна h). В качестве характерных геометрических параметров зон пластичности около линзообразной поры были определены: её наибольшая протяжённость в радиальном направлении от вершины; характерная толщина зоны (ρmaxl)l/a; площадь линзы; объём зоны и его доля от объёма линзы. Развитие зон пластичности около пор различной морфологии в сталях в условиях стресс-коррозии стимулирует изменение (рост) кинетических характеристик металла и создание благоприятных условий для ускоренной диффузии (обезуглероживания). В области зон пластичности в окрестностях пор под действием внешнего и внутреннего (давление газов) напряжений создание каналов облегченной диффузии формирует в точках D, B и C очаги зарождения субмикротрещин. Образующиеся в радиальных направлениях ювенильные свободные поверхности создают зоны реализованных аккомодационных возможностей среды-зоны пластичности. Вместе с ростом радиальных трещин к их вершинам от поры, находящейся под высоким давлением, ускоренно диффундируют газы.

АннотацияВ данной статье на базе классических работ Г. Кирша, К. Inglis, Г. В. Колосова, Н. И. Мусхелишвили в рамках теории упругости и линейной механики разрушения продолжена разработка математического аппарата, который позволяет получать решения ряда трёхмерных задач механики разрушения в упрочнённой металлической среде.Опираясь на работы G. R. Irwin, Г. И. Баренблатта, Вестергарда (Westergaard ), Л. Д. Ландау, Е. М. Лившица авторы выполнили математическое моделирование напряженно-деформированного состояния в объёме нагруженного стального образца в окрестностях пор различной морфологии, возникающих в результате эксплуатационных нагрузок и агрессивных воздействий окружающих сред.Привлечение авторами представлений о силовых линиях поля напряжений в металлической среде позволило им разработать алгоритм определения компонент тензора напряжений около концентраторов в виде пор различной формы. Был рассмотрен стационарный случай при фиксированном соотношении величин внешнего напряжения и предела текучести металлической среды (стали). Разработана методика и создан математический аппарат для расчёта уравнений силовых линий для трёхмерного случая -«поры в форме сферической линзы». Предлагаемый подход подтвердил наличие в окрестностях поры зон, свободных от напряжений, и выявил связь их размеров с морфологией пор и внешним напряжением.Ключевые слова: сталь, растяжение, пора, поле напряжений, силовые линии, тензор напряжений.Библиография: 22 названия.

No abstract

No abstract