Comparative Analysis of Variants of Plasticity Theories Under Cyclic Loading

Abstract

Бондарь В.С., Абашев Д.Р., Петров В.К. Сравнительный анализ вариантов теорий пластичности при циклических нагружениях // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. На основе результатов экспериментальных исследований образцов из нержа-веющих сталей SS304, 12X18H9 и 12X18H10T при жестком (контролируемые деформации) и мягком (контролируемые напряжения) циклических нагружениях в условиях одноосного растяжения-сжатия и нормальной температуры проводится сравнительный анализ адекватности наиболее применяемых в настоящее время в практических расчетах вариантов теорий пластичности, относящихся к классу теорий течения при комбинированном упрочнении. Рассматриваются нагружения, включающие в себя последовательности циклических и монотонных нагружений, а также явления посадки и вышагивания (ratcheting) петли пластического гистере-зиса. Нагружения проводятся вплоть до разрушения -появления макротрещин длиной 1 мм. В качестве анализируемых вариантов теорий рассматриваются мо-дели Коротких, Бондаря и Шабоша. Для каждой модели приводится набор матери-альных функций, на основе которых проводятся расчеты кинетики напряженно-деформированного состояния исследуемых процессов циклических нагружений. На основе сравнения результатов расчетов и экспериментов показано, что описа-ние процессов посадки и вышагивания (ratcheting) циклической петли возможно только в рамках моделей Бондаря и Шабоша при определенном преимуществе модифицированной модели Бондаря, заключающемся в возможности адекватно описывать нестационарные процессы циклического нагружения и нелинейные про-цессы накопления повреждений. Показано, что модифицированная модель Бонда-ря, включающая микронапряжения третьего типа (Оно-Ванга) и кинетические урав-нения накопления повреждений, наиболее адекватно по сравнению с другими моде-лями описывает кинетику напряженно-деформированного состояния и разрушения в условиях нестационарных несимметричных циклических процессов нагружения и может быть рекомендована для практических расчетов кинетики напряженно-деформированного состояния и ресурса конструкций в условиях произвольного воздействия нагрузок. © ПНИПУ Ключевые слова:пластичность, циклическое нагружение, микронапряжения, посадка петли, вышагивание петли, повреждение. Бондарь Валентин Степанович -доктор физико-математических наук, профессор,