книги / Экспериментальные исследования закритического деформирования и разрушения конструкционных материалов

Аналогичные опытные данные о возникновении и развитии зон закритического деформирования получены для образцов с ромбовидным вырезом и центральной проточкой. В качестве примера на рис. 6.13 представлены конфигурации областей закритического деформирования, где нумерация изображений соответствует номерам точек на соответствующих графиках изменения нагрузки от времени испытания (I), приведенных на рис. 6.14. Сплошные линии на рис. 6.14 соответствуют изменению нагрузки (I) и максимальной температуры (II) от времени для пластины с ромбовидным концентратором, штриховые отражают аналогичные зависимости для образца с проточкой.

Рис. 6.13. Эволюция зоны закритического деформирования (светлая область) на поверхности пластины с ромбовидным вырезом (а) и центральной проточкой (б)

141

возникают до момента достижения нагрузкой максимальной величины и увеличиваются равновесно в процессе кинематического растяжения, в том числе и на ниспадающем участке диаграммы деформирования образца. Проведен анализ эволюции распределения деформаций и температуры при устойчивом развитии областей закритического поведения.

Таким образом, получены опытные данные, подтверждающие возможность возникновения и устойчивого развитии зон закритического деформирования материала в телах с концентраторами напряжений.

143

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В монографии приведены новые опытные данные о закономерностях упругопластического деформирования и разрушения металлических и композиционных конструкционных материалов при различных видах нагружения и условиях внешних воздействий. Внимание уделено изучению влияния параметров напряженно-деформированного состояния и параметров испытаний на закономерности закритического деформирования сталей, а также возможности проявления эффектов деформационного разупрочнения в полимерных композиционных материалах. Приводятся опытные данные о процессах равновесного роста трещин в металлах и композитах, анализ устойчивости которых проводится с использованием подходов механики закритического деформирования. Представленные результаты подтверждают целесообразность проведения дальнейших экспериментальных и теоретических исследований закономерностей закритического поведения конструкционных материалов в связи с развитием представлений о процессах разрушения и решением вопросов конструкционной прочности.

144

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Махутов Н.А., Котоусов А.Г., Матвиенко Ю.Г. Механика катастроф // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. – 1992. – № 7. – С. 29–44.

2.Безопасность России. Функционирование и развитие сложных народнохозяйственных, технических, энергетических, транспортных систем, систем связи и коммуникаций. – М.: Знание, 1998. – Т. 1. – 44 с.; Т. 2. – 410 с.

3.Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. Ч. 2. Обоснование ресурса и безопасности. – Новосибирск: Наука, 2005. – 610 с.

4.Матвиенко Ю.Г. Модели и критерии механики разрушения. – М.: Физматлит, 2006. – 328 с.

5.Стружанов В.В. Живучесть и устойчивость механических систем // Вестн. Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Физикоматематические науки. – 2004. – № 30. – С. 5–21.

6.Вильдеман В.Э. Вопросы методологии прочностного анализа // Вестн. УГТУ-УПИ. – 2004. – № 15 (45). – С. 205–208.

7.Вильдеман В.Э., Кашеварова Г.Г. Вопросы оценки безопасности поврежденных строительных конструкций // Вестн. УГТУ-УПИ. – 2005. – № 14(66). – С. 64–69.

8.Вильдеман В.Э. Механика закритического деформирования и вопросы прочностного анализа // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering / Международный журнал по расчету гражданских и строительных конструкций. – 2008. – Т. 4, № 2. – С. 43–44.

9.Нестеренко Б.Г. Концепция безопасности самолетных конструкций // Проблемы машиностроения и надежности машин. –

2009. – № 5. – С. 118–123.

10.Пономаренко Д.В., Лесных В.В., Бочков А.В. Современные подходы к мониторингу состояния промышленной безопасности опасных производственных объектов // Проблемы анализа риска. – 2018. – Т. 15, № 1. – С. 6–17.

145

11.Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. Ч. 1. Критерии прочности и ресурса. – Новосибирск: Наука, 2005. – 494 с.

12.Махутов Н.А. Прочность и безопасность. Фундаментальные и прикладные исследования. – Новосибирск: Наука, 2008. – 523 с.

13.Локальные критерии прочности, ресурса и живучести авиационных конструкций / Н.А. Махутов, М.М. Гаденин, Ю.Г. Матвиенко [и др.]. – М.: Наука, 2016. – 595 с.

14.Механика малоциклового разрушения / Н.А. Махутов, А.Н. Романов, М.И. Бурак [и др.]. – М.: Наука, 1986. – 264 с.

15.Техногенный риск, надежность и диагностика технических систем: подходы, модели, методы / Н.А. Махутов, В.В. Зацаринный, В.Б. Альгин, Н.Н. Ишин // Механика машин, механизмов и материалов. – 2012. – № 3–4 (20–21). – С. 67–85.

16.Вильдеман В.Э., Ломакин Е.В., Третьяков М.П. Эффект вибрационной стабилизации процесса закритического деформирования // Докл. Акад. наук. – 2016. – Т. 467, № 3. – С. 284.

17.Челомей В.Н. О возможности повышения устойчивости упругих систем при помощи вибрации // ДАН. – 1956. – Т. 110,

№3. – С. 345–347.

18.Локощенко А.М., Мякотин Е.А., Шестериков С.А. Исследование влияния малых вибраций на ползучесть // Пробл. прочности. – 1985. – № 5. – С. 111–120.

19.Радченко В.П., Кичаев П.Е. Энергетическая концепция ползучести и виброползучести металлов. – Самара: Изд-во Самар. гос. техн. ун-та, 2011. – 157 с.

20.Экспериментально-теоретическое исследование влияния полимерных порошковых покрытий на механические свойства стальных пластин / Ю.О. Соляев, С.А. Лурье, Л.Н. Рабинский, М.И. Мартиросов, А.В. Бабайцев // Механика композиционных материалов и конструкций. – 2015. – Т. 21, № 2. – С. 197–205.

21.Макаров П.В., Еремин М.О. Явление прерывистой текучести как базовая модель исследования неустойчивостей дефор-

146

мационных процессов // Физическая мезомеханика. – 2013. – Т. 16, № 4. – С. 109–128.

22.Transformation softening in three titanium alloys / John J. Jonas, Clodualdo Aranas Jr., Ameth Fall, Mohammad Jahazi // Materials and Design. – 2017. – Vol. 113. – P. 305–310.

23.Волков С.Д., Ставров В.П. Статистическая механика композитных материалов. – Минск: Изд-во БГУ, 1978. – 206 с.

24.Чаусов Н.Г. Полная диаграмма деформирования как источник информации о кинетике накопления повреждений и трещиностойкости материалов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2004. – № 7, Т. 70. – С. 42–49.

25.Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Краевая задача механики деформирования и разрушения поврежденных тел с зонами разупрочнения // Прикладная механика и техническая физика. – 1995. – № 6. – С. 122–132.

26.Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов. – М.: Наука, 1997. – 288 с.

27.Фридман Я.Б. Оценка опасности разрушения машиностроительных материалов // Теоретические основы конструирования машин. – М.: Гос. науч.-техн. изд-во машиностр. лит., 1957. – С. 257–281.

28.Вильдеман В.Э. Задачи механики закритического деформирования стержневых систем // Вестн. Перм. гос. техн. ун-та. Динамика и прочность машин. – 2005. – № 5. – С. 15–29.

29.Вильдеман В.Э. Устойчивость процессов деформационного разупрочнения и разрушение композиционных материалов // Композиционные материалы: тр. школы-семинара; ИПРИМ РАН. – М., 2000. – С. 99–113.

30.Вильдеман В.Э., Ильиных А.В. Моделирование процессов структурного разрушения и масштабных эффектов разупрочнения на закритической стадии деформирования неоднородных сред // Физическая мезомеханика. – 2007. – Т. 10, № 4. – С. 23–29.

147

31.Вильдеман В.Э., Санникова Т.В., Третьяков М.П. Экспериментальное исследование закономерностей деформирования и разрушения материалов при плоском напряженном состоянии // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2010. –

№5. – С. 106–111.

32.Экспериментальные исследования свойств материалов при сложных термомеханических воздействиях / В.Э. Вильдеман, М.П. Третьяков, Т.В. Третьякова [и др.]; под ред. В.Э. Вильдемана. – М.: Физматлит, 2012. – 212 с.

33.Третьякова Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Оценка точности измерений с использованием видеосистемы анализа полей перемещений и деформаций // Вестн. Перм. гос. техн. ун-та. Механика. – 2011. – № 2. – С. 92–100.

34.Supercritical deformation and facture of bodies with concen-

Solids. – 2017. – Vol. 52. – No. 5. – P. 488–494. DOI: 10.3103/S002565441705003X.

35.The influence of the stitching pattern on the internal geometry, quasi-static and fatigue mechanical properties of glass fibre noncrimp fabric composites / K. Vallons, G. Adolphs, P. Lucas, S.V. Lomov, I. Verpoest // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. – 2014. – Vol. 56. – P. 272–279.

36.Welsh J.S., Adams D.F. Current Status of Compression Test Methods for Composite Materials // SAMPE Journal. – January 1997. – Vol. 33. – No. 1. – P. 35–43.

37.Experimental methodology of study of damage initiation and

development in textile composites in uniaxial tensile test / S.V. Lomov, D.S. Ivanov, T.C. Truong, I. Verpoest, F. Baudry, K. Vanden Bosche, H. Xie // Composites Science and Technology. – 2008. – Vol. 68. – No. 12. – P. 2340–2349.

38. Picture frame test of woven composite reinforcements with a full-field strain registration / S.V. Lomov, A. Willems, I. Verpoest, Y. Zhu, M. Barburski, Tz. Stoilova // Textile Research Journal. – 2006. – Vol. 76. – No. 3. – Р. 243–252.

148

39.Portnov G.G., Kulakov V.L., Arnautov A.K. Grips for the transmission of tensile loads to a FRP strip // Mechanics of Composite Materials. – 2013. – Vol. 49. – No. 5. – Р. 457–474.

40.Prodromou A.G., Lomov S.V., Verpoest I. The method of cells and the mechanical properties of textile composites // Composite Structures. – 2011. – Vol. 93. – No. 4. – P. 1290–1299.

41.Hussain A.K., Adams D.F. Experimental Evaluation of the Wyoming-Modified Two-Rail Shear Test Method for Composite Materials // Experimental Mechanics. – 2004. –Vol. 44. – No. 4. – P. 354–364.

42.Adams D.S., Herakovich C.T. Influence of damage on the thermal response of graphite-epoxy laminates // J. Thermal Stresses. – 1984. – Vol. 7. – No. 7. – P. 91–103.

43.Adams D.F. Current Status of Compression Testing of Composite Materials // Proceedings of the 40th International SAMPE Symposium. – Anaheim, California, May 1995. – P. 1831–1843.

44.Adams D.F. Open Hole Compression Testing // High Performance Composites. – March 2005. – P. 12–13.

45.Adams D.F., Odom E.M. Influence of Test Fixture Configuration on the Measured Compressive Strength of a Composite Material // Journal of Composites Technology and Research. – 1991. – Vol. 13. – No. 1. – P. 36–40.

46.The V-Notched Rail Shear Test / D.O. Adams, J.M. Moriarty, A.M. Gallegos, D.F. Adams // Journal of Composite Materials. – February 2007. – Vol. 41. – No. 3. – P. 281–297.

47.A V-Notched Rail Shear Test for Composite Laminates / D.O. Adams, A.M. Gallegos, J.M. Moriarty, D.F. Adams // Proceedings of the 2002 SEM Annual Conference. – Milwaukee, WI, June 2002.

48.Development and Evaluation of a V-Notched “Rail Shear Test” / D.O. Adams, J.M. Moriarty, A.M. Gallegos, D.F. Adams // Proceedings of the 2002 SAMPE Technical Conference. – Baltimore, MD, November 2002.

49.Berg J.S., Adams D.F. An Evaluation of Composite Material Compression Test Methods // Journal of Composites Technology and Research. – 1989. – Vol. 11. – No. 2. – P. 41–46.

149

50.Characterization of mechanical behavior of woven fabrics: Experimental methods and Benchmark results / J. Cao, H.S. Cheng, W. Lee [et al.] // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. – 2008. – Vol. 39. – No. 6. – P. 1037–1053.

51.Dixit A., Harlal Singh Mali. Modeling techniques for predict-

52.Тамуж В.П., Куксенко В.С. Микромеханика разрушения полимерных материалов. – Рига: Зинатне, 1978. – 294 с.

53.Тамуж В.П., Протасов В.Д. Разрушение конструкций из композитных материалов. – Рига: Зинатне, 1986. – 264 с.

54.Тарнопольский Ю.М., Жигун И.Г., Поляков В.А. Анализ распределения касательных напряжений при трехточечном изгибе балок из композитов // Механика полимеров. – 1977. – № 1. – С. 56–62.

55.Тарнопольский Ю.М., Кинцис Т.Я. Методы статических испытаний армированных пластиков. – М.: Химия, 1981. – 272 с.

56.Современные методы испытаний композиционных материалов. науч.-метод. сб. / под ред. А.П. Гусенкова; сост. А.Н. Полилов. – М.: Изд-во ИМАШ им. А.А. Благонравова, 1992. – 247 с.

57.Сапожников С.Б. Дефекты и прочность армированных пластиков. – Челябинск: Изд-во ЧГТУ. – 1994. – 162 с.

58.Прочность и разрушение композитных материалов // Тр. II Советско-американского симпозиума / под ред. Дж.К. Си, В.П. Тамуж. – Рига: Зинатне, 1983. – 320 с.

59.Вильдеман В.Э., Третьякова Т.В, Лобанов Д.С. Методика экспериментального исследования закритического деформирования на образцах специальной усложненной конфигурации с применением метода корреляции цифровых изображений // Вестн. Перм. гос. техн. ун-та. Механика. – 2011. – № 4. – С. 15–28.

60.Зилова Т.К., Петрухина Н.И., Фридман Я.Б. О закономерностях кинетики деформации в зависимости от податливости нагружения // Докл. АН СССР. – 1959. – Т. 124, № 6. – С. 1236–1239.

150