Проанализированы известные экспериментальные данные о влиянии многоосности нагружения
и вида траектории деформирования на процесс накопления повреждений при усталости.
С позиции механики поврежденной среды развит вариант определяющих соотношений,
описывающих процессы упругопластического деформирования и накопления повреждений
в конструкционных материалах (металлы и их сплавы) при многоосных непропорциональных
путях малоциклового нагружения. Модель поврежденной среды состоит из
трех взаимосвязанных составных частей: соотношений, определяющих упругопластическое
поведение материала с учетом влияния процесса разрушения; уравнений, описывающих
кинетику накопления повреждений; критерия прочности поврежденного материала.
С целью качественной оценки определяющих соотношений проведен численный эксперимент
по построению поверхностей равной поврежденности. Расчетные данные сравниваются с
экспериментальными.
Исследовано влияние многоосности напряженного состояния и вида траектории деформирования
на долговечность металлов при малоцикловой усталости. Показано, что развитый
вариант определяющих соотношений поврежденной среды правильно отражает основные
эффекты циклического упругопластического деформирования и накопления повреждений
при многоосном напряженном состоянии и произвольных траекториях деформирования
материала.
Проаналізовано відомі експериментальні дані про вплив складного навантаження
і виду траєкторії деформування на процес накопичення пошкоджень
при втомі. Виходячи з позиції механіки пошкоджень середовища, розвинуто
варіант визначальних співвідношень, що описують процеси пружнопластич-
ного деформування і накопичення пошкоджень в конструкційних матеріалах
(метали та їх сплави) при складних непропорційних шляхах малоциклового
навантаження. Модель пошкоджень складається з трьох взаємозв’
язаних складених частин: співвідношень, що визначають пружнопластич-
ну поведінку матеріалу з урахуванням впливу процесу руйнування; рівнянь,
що описують кінетику накопичення пошкоджень; критерію міцності пошкодженого
матеріалу.
Для якісної оцінки визначальних співвідношень проведено числовий експеримент
щодо побудови поверхностей рівної пошкодженості.
Досліджено вплив складного напруженого стану та виду траєкторії деформування
на довговічність металів за малоциклової втоми. Показано, що
розвинутий варіант визначальних співвідношень пошкодженого середовища
описує основні ефекти циклічного пружнопластичного деформування і накопичення
пошкоджень при складному напруженому стані та вільних траєкторіях
деформування матеріалу.
We analyze well-known experimental data on
the effect of the load multiaxiality and the type
of deformation trajectory on the process of damage
accumulation in fatigue. In the framework
of the continuum mechanics for damaged media,
we refine the criterion for the governing
equations that describe processes of elastoplastic
deformation and damage accumulation in
structural materials (metals and alloys) under
multiaxial nonproportional paths of low-cycle
fatigue. The damaged-media model consists of
three interrelated constituents: governing relations
for the material elastoplastic behavior
with the account of the fracture process effects,
equations describing the damage-accumulation
kinetics, and the strength criterion of the damaged
material. In order to provide a quantitative
assessment of the governing equations, a numerical
simulation of constructing the equi-damaged
surfaces was performed, and the results
calculated were compared with the experimental
data. We investigated the influence of multiaxial
stressed state and the type of deformation
trajectory on the high-cycle fatigue life of metals.
It is shown that the refined version of the
governing relations for the damaged media provides
adequate description of the main effects
of cyclic elastoplastic deformation and damage
accumulation under multiaxial stressed state
conditions and arbitrary deformation trajectories
of the material.
