Plasticity of Materials Under Proportional and Nonproportional Cyclic Loading

Abstract

Бондарь В.С., Абашев Д.Р., Петров В.К. Пластичность материалов при пропорциональных и непропорциональных циклических нагружениях // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. -2017Механика. - . -№ 3. -С. 53-74. DOI: 10.15593/perm.mech/2017 Bondar V.S., Abashev D.R., Petrov V.K. Plasticity of materials with proportional and nonproportional cyclic loading. PNRPU Mechanics Bulletin, 2017, no. 3, pp. 53-74. DOI: 10.15593/perm.mech/2017 Рассматривается математическое моделирование упругопластического деформиро-вания материалов при пропорциональных (простых) и непропорциональных (сложных) циклических нагружениях. В частности, весьма простой вариант теории пластичности, являющейся частным вариантом теории неупругости. Вариант теории пластичности отно-сится к классу одноповерхостных теорий течения при комбинированном упрочнении. Область применимости варианта теории пластичности ограничивается малыми дефор-мациями начально изотропных металлов при температурах, когда нет фазовых превра-щений, и скоростях деформаций, когда динамическими и реологическими эффектами можно пренебречь. Рассматриваются материалы, обладающие эффектом дополнитель-ного изотропного упрочнения при непропорциональном циклическом нагружении. Приво-дятся результаты расчетных и экспериментальных исследований упругопластического деформирования и усталостного разрушения материалов при разнообразных непропор-циональных циклических нагружениях. На основе анализа результатов эксперименталь-ных исследований деформирования материалов в условиях жесткого несимметричного циклического нагружения формулируется принцип симметрии циклических свойств. При-водятся следствия из принципа симметрии для мягких несимметричных циклических нагружений. Рассматриваются расчетные и экспериментальные результаты исследова-ния процессов несимметричных циклических нагружений. Адекватное описание процес-сов сложного нагружения, эффектов дополнительного изотропного упрочнения и вышаги-вания (ratcheting), а также процессов разрушения в рамках одного, довольно простого варианта теории пластичности, является несомненным достоинством рассматриваемого математического моделирования. Причем число материальных функций (в данном слу-чае 14 параметров и 1 функция) значительно меньше числа материальных функций и параметров, замыкающих современные теории. К тому же базовый эксперимент и метод идентификации материальных функций рассматриваемого варианта теории пластично-сти четко определены и являются достаточно простыми и легко реализуемыми. Сравне-ние результатов расчетов и экспериментов говорит об адекватности предложенного ма-тематического моделирования. © ПНИПУ Ключевые слова:пластичность, циклическое нагружение, микронапряжения, дополнительное упрочнение, посадка петли, вышагивание петли, повреждение. Бондарь Валентин Степанович -доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ,