|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Моделирование процесса ползучести и длительной прочности металловкнига
- Автор: Локощенко А.М.
- Год издания: 2007
- Место издания: МГИУ Москва
- Объём: 264 страниц
- ISBN: 978-5-2760-1335-0
- Аннотация: В механике деформируемого твердого тела принято различать исследуемые материалы по их реакции на нагрузку. Когда при произвольном процессе нагружения материал сразу же после снятия нагрузки возвращается в исходное состояние, то говорят, что имеют дело с чисто упругой средой. Если после разгрузки появляются остаточные деформации, которые зависят только от величин нагрузок и порядка их приложения, но не зависят от скоростей нагружения и времени выдержки, то такая среда носит название упругопластической. В случае же, когда эти деформации существенно зависят от времени нагружения, то про такие среды говорят, что они обладают свойствами ползучести или в более общем виде - реологическими свойствами. Если материал в состоянии ползучести находится достаточно длительное время, то в результате происходит его разрушение, это явление называют длительной прочностью. На практике с необходимостью учета деформаций ползучести впервые столкнулись в начале ХХ века при анализе работы деталей паровых, а впоследствии газовых турбин. В диске и лопатках турбин возникают напряжения от центробежных сил, которые нельзя уменьшить за счет увеличения толщины этих деталей. Поэтому необходимо оценивать способность материала сопротивляться ползучести при высоких температурах. Ползучесть металла широко проявляется в энергетическом оборудовании. В энергетических установках нагреватели питают турбогенераторы перегретым паром с температурой в диапазоне 540-570С, которые вращают турбины. Вследствие ползучести могут разрушаться трубопроводы нагревателя, турбинные лопатки и другие элементы, кроме того, уменьшение зазоров между деталями турбины вследствие ползучести также может повлечь катастрофические последствия. Основные элементы таких энергетических установок, которые работают в области заметной ползучести, не должны разрушиться в течение заданного срока службы. С появлением ядерных энергосиловых установок возникли дополнительные проблемы, связанные с более жесткими требованиями безопасности. Система теплоотвода в реакторе на быстрых нейтронах состоит из двух последовательных систем охлаждающих трубопроводов и промежуточного теплообменника. Вследствие высоких перепадов температуры применяются трубопроводы с тонкими стенками, поэтому дополнительно возникает проблема выпучивания из-за развивающихся во времени деформаций. Газотурбинные самолетные двигатели должны обладать набором важных качеств: минимумом размеров и массы, небольшим расходом горючего и длительными сроками эксплуатации. При этом температура газа в таких двигателях может достигать 1300С. Основная причина выхода из строя турбины вследствие ползучести заключается в возможном разрушении рабочих лопаток. Кроме того, явление ползучести в авиационных конструкциях следует учитывать также в связи с нагреванием обшивки летательных аппаратов при высоких скоростях полета. В технологических процессах (прокатка, штамповка и т.д.) перспективно использование высокотемпературного формоизменения заготовок. Его основное преимущество заключается в возможности достижения значительных уровней деформаций с помощью относительно небольших усилий, это приводит к использованию менее мощного оборудования и к значительной экономии энергии. Высокие рабочие температуры применяются в различных нефтехимических процессах и при переработке нефти. Проблемы проектирования с учетом фактора ползучести возникают также при расчетах системы термической защиты космических кораблей. Большое значение имеет применение теории ползучести при разработке методов расчета непрерывной разливки стали. В предлагаемом учебном пособии рассматривается ползучесть как при одноосном растяжении (главы I-IV), так и при сложном напряженном состоянии (главы V-VIII). В первой главе вводится понятие о деформации ползучести, рассмотрены основные модели, большое внимание уделяется явлению релаксации напряжения, описана методика измерения характеристик высокотемпературной ползучести металлов при растяжении. Во второй главе описаны основные методы измерения поврежденности металлов при ползучести, особое внимание уделяется методу, позволяющему проводить это измерение в процессе ползучести, и способу аналитического описания полученных результатов. В третьей главе проведено систематическое экспериментально-теоретическое исследование масштабного эффекта ползучести и длительной прочности. В четвертой главе подробно рассмотрено влияние агрессивной окружающей среды на характеристики ползучести и длительной прочности металлов; особенности этого влияния моделируются с помощью учета диффузионного процесса элементов среды в металле. В пятой главе подробно рассмотрены основные гипотезы, используемые при построении соотношений ползучести в случае сложного напряженного состояния. В шестой главе описаны особенности критериального подхода при описании длительной прочности металлов при сложном напряженном состоянии. В седьмой и восьмой главах рассмотрены технологические задачи, связанные соответственно с осадкой цилиндров и листовой штамповкой. В пособии приведены, в частности, научные результаты, полученные А.М.Локощенко в НИИ механики МГУ им. М.В.Ломоносова. Кроме того, в пособии рассмотрены результаты исследований, проведенных А.М.Локощенко совместно с сотрудниками, аспирантами и студентами Московского государственного индустриального университета.
- Добавил в систему: Локощенко Александр Михайлович