Научный отчет № 4540

Название

Моделирование влияния окружающей среды на длительную прочность металлов.

Авторы

Шестериков С.А., Локощенко А.М., Кулагин Д.А., Малюкова Е.К.

Аннотация

В отчете предложен ряд феноменологических моделей для анализа влияния агрессивной окружающей среды на ползучесть и длительную прочность металлов при одноосном растяжении. Эти модели основаны на применении теории ползучести Ю.Н. Работнова с двумя кинетическими параметрами: поврежденностью материала и концентрацией специфических характеристик окружающей среды. В качестве кинетических уравнений для этих параметров принимаются соответственно обычное степенное уравнение и уравнение диффузии. В одной из моделей предлагается эффективный приближенный метод решения уравнения диффузии, основанный на введении диффузионного фронта, разделяющего невозмущенную и возмущенную области тела. Вторая модель представляет собой вероятностную модель длительной прочности. Третья модель описывает однородное поле деформаций ползучести при неоднородном поле напряжений. Приведены результаты применения предложенных моделей для аналитического описания различных наблюдаемых в экспериментах проявлений агрессивной окружающей среды. Особое внимание уделяется теоретическому анализу наблюдаемого в известных испытаниях масштабного эффекта длительной прочности. В зависимости от величины коэффициента диффузии отдается предпочтение той или иной модели. Показано, что применение предложенных моделей (по сравнению со стандартными моделями) приводит к уменьшению суммарного разброса теоретических и экспериментальных значений времен разрушения обычно в 2-3 раза, а в ряде случаев - в 10-15 раз.

Год публикации

1998 г.

Объём

98 с.

Научный руководитель

Шестериков С.А., Локощенко А.М.

Ключевые слова

длительная прочность, ползучесть, окружающая среда, диффузия, коррозия, экспериментальные данные, моделирование, вероятностная модель, кинетические уравнения, масштабный эффект, диффузионный фронт.