|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Взаимное влияние системы трещин разного масштаба и геометрии при деформировании и разрушении материалаНИР
- Руководитель НИР: Звягин А.В.
- Участники НИР: Киселев А.Б., Лужин А.А., Смирнова М.Н.
- Сторонняя организация: РФФИ
- Срок исполнения: 11 января 2012 г. - 25 декабря 2014 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 12-08-00319-а
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: другое
-
Рубрики ГРНТИ:
- 30.19.21 Колебания упругих тел
- 30.19.29 Разрушение
- 30.19.15 Теория упругости
-
Описание:
Фундаментальные исследования проблем прочности тел, содержащих множественную систему трещин. Исследование движения тел при наличии границ раздела сред. Динамическое поведение сложных сред.
-
Основные результаты:
Первой важной частью работы является создание программных модулей с использованием, полученных в результате работы над проектом, аналитических решений базовых задач механики трещин для тела с границей. Их использование существенно упрощает расчеты прочности тела с системой трещин. Важной частью проделанной работы является написание программы, позволяющей определять поле напряжений и деформаций в теле, ослабленном большим количеством трещин. В программе предусмотрено определение коэффициентов интенсивности напряжений на продолжении трещин. Силовой критерий роста трещин, позволяет изменять длину трещин. Программа позволила создать методику определения влияния концентрации микротрещин на макроскопические свойства материала. С помощью созданного пакета программ решена задача движения трещины, заполненной магмой, к свободной поверхности Земли под действием сил Архимеда. При этом верхняя часть трещины растет, а нижняя закрывается. Показано, что возможна остановка вблизи поверхности Земли, поскольку при всплытии к свободной поверхности резко уменьшается коэффициент интенсивности напряжений, критическое значение которого считается критерием для движения трещины. Исследовано влияние положения и ориентации микротрещины на устойчивость макротрещины. Показана возможность моделирования поведения материала, содержащего большое количество случайно ориентированных трещин. Второй важной частью работы является проверка работоспособности предложенной модели многокомпонентного структурно неоднородного упругопластического материала. В предложенной концепции считается, что в процессе деформирования, в материале появляются новые компоненты, отличающиеся уравнением состояния от исходного материала. Их рождение определяется соответствующим кинетическим уравнением. Предложенная модель проверена для двухкомпонентного материала в задачах ударной нагрузки одномерного стержня. Полученные результаты позволяют говорить о возможности описания микроструктуры материала введением компонент, отвечающих разным характерным размерам микроструктурных частиц. Данная модель позволяет моделировать поведение сред со сложной реологией: с разномасштабной структурой, сред с памятью формы и т.д. Развиты аналитические методы решения краевых задач, к которым сводятся важные прикладные проблемы гидродинамики несущей поверхности при наличии поверхности (свободная поверхность; экран) и возможном образовании каверн (отрыв жидкости от тела с образованием полости). Проведено исследование колебаний слоя двухфазной пористой среды, заполненной вязкой жидкостью. Показано существование резонансной частоты колебаний. Результаты исследований достаточно полно опубликованы и докладывались на конференциях. (18 публикаций, из них 11 входит в перечень ВАК)
- Добавил в систему: Звягин Александр Васильевич
Соисполнители НИР
| РФФИ | Координатор |
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 11 января 2012 г.-25 декабря 2014 г. | Взаимное влияние системы трещин разного масштаба и геометрии при деформировании и разрушении материала |
| Результаты этапа: 1. Получены базовые аналитические решения расчета напряжений и деформаций для задач наклонных трещин при наличии свободной поверхности. Свободными параметрами задачи являются длина трещины, расстояние середины трещины от поверхности и угол наклона к поверхности. 2. Получены базовые аналитические решения расчета напряжений и деформаций для задач наклонных трещин при наличии неподвижной поверхности. Свободными параметрами задачи являются длина трещины, расстояние середины трещины от поверхности и угол наклона к поверхности. 3. Созданы программы метода граничных элементов с использованием уже имеющихся и новых базисных решений для системы статических трещин разного масштаба. Разработаны методы надежного и эффективного расчета коэффициентов интенсивности напряжений для каждой трещины и их включение в алгоритм. 4. Проведены тестовые расчеты для сравнения с аналитическими решениями и решениями других авторов 5. Исследовано взаимное влияние трещин разного масштаба и ориентации на коэффициенты интенсивности напряжений. 3 6. Исследована возможность расчета эффективных модулей упругости для тела, содержащего большую систему случайно распределенных трещин. Создан модуль численного определения эффективных модулей упругости при наличии системы трещин. 7. В программу численного моделирования напряженно-деформированного состояния тела с системой трещин включена возможность движения трещин при превышении локальным коэффициентом интенсивности напряжений критического значения. 8. Отлажена программа расчета эффективных модулей упругости для тела, содержащего большую систему случайно распределенных трещин. 9. Рассмотрена совместная задача роста трещины под действием давления закачиваемой жидкости (гидравлический разрыв среды). 10. Проведены расчеты и исследовано взаимное влияние трещин разного масштаба и ориентации на коэффициенты интенсивности напряжений. 11. Исследовано влияние плотности хаотически распределенных микротрещин на коэффициент интенсивности напряжений макротрещины и эффективные модули упругости. 12. Произведены расчеты гидравлического разрыва упругого пласта жидкостью при наличии микротрещин. 13. Исследовано влияние вида кинетического уравнения, моделирующего рождение компоненты, на свойства упругопластической среды с микроструктурой разного масштаба. 14. Решена динамическая краевая задача колебаний пласта пористой двухкомпонентной среды, насыщенной жидкостью. Выявлено существование резонансной частоты колебаний. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".