ВЕСТНИК
ПЕРМСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ISSN (Print): 2224-9893 ISSN (Online): 2226-1869 | ||
Конечно-элементное моделирование и исследование эволюции контактных напряжений при страгивании железнодорожного колеса АРСЕНЬЕВ И.Д., ШЕВЧЕНКО Д.В., БОРОВКОВ А.И. Получена: 15.05.2011 Опубликована: 15.05.2011
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Рассматривается задача о контактном взаимодействии, возникающем между рельсом и колесом, в случае неподвижного колеса, в процессе начала движения колеса и в случае установившегося качения. Рассмотрено влияние относительного положения колеса и рельса на НДС системы, определено оптимальное с точки зрения напряженного деформированного состояния положение. Получены распределения контактных напряжений на различных стадиях процесса страгивания колеса. Показано, что в процессе страгивания достигаются более высокие напряжения, чем при установившемся качении, что необходимо учитывать при расчётах на прочность и оценке срока службы колёс. Получены распределения контактных напряжений в случае установившегося качения, определены зоны относительного проскальзывания и прилипания поверхностей колеса и рельса. Ключевые слова: математическое моделирование, метод конечных элементов, контактное взаимодействие, железнодорожное колесо, страгивание колеса, качение, колесо-рельс. Сведения об авторах:
Арсеньев Илья Дмитриевич – Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Студент кафедры механики и процессов управления 197342, г. Санкт-Петербург, ул. Торжковская, 1, корп. 2, к. 149. E-mail: ilya.arsenyev@gmail.com Боровков Алексей Иванович – Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Канд. техн. наук, профессор кафедры механики и процессов управления, замректора по перспективным проектам СПбГПУ 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29 E-mail: Borovkov@compmechlab.com Шевченко Денис Владимирович – Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Канд. техн. наук, доцент кафедры механики и процессов управления 191186, г. Санкт-Петербург, Волынский пер., 3, корп. A E-mail: Denis.Shevchenko@siemens.com Список литературы: 1. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. – М.: Мир, 1989. – 510 с. 2. T.A. Srolarski, S.Tobe. Rolling contacts // Professional Engineering Publishing. – UK, 2000. – 445 c. 3. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колеса и рельса: пер. с англ. / У.Дж. Харрис, С.М. Захаров, Дж. Ландгрен, Х. Турне, В. Эберсен. – М.: Интекст, 2002. – 408 с. Экспериментальное исследование особенностей процесса генерации тепла в вершине усталостной трещины БАННИКОВ М.В., ТЕРЁХИНА А.И., ПЛЕХОВ О.А. Получена: 15.05.2011 Опубликована: 15.05.2011
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
В работе экспериментально исследуется генерация тепла в титане ВТ6 при циклическом нагружении с использованием метода инфракрасной термографии. Проведены две серии экспериментов на гладких образцах и на образцах с предварительно выращенной усталостной трещиной. Исследовано пространственное и временное изменение температуры в вершине трещины, определены форма и интенсивность зоны диссипации тепла. В результате сравнения полученных экспериментальных данных с соотношениями линейной теории упругости показано несоответствие формы зоны пластической деформации и характера тепловыделения в вершине трещины простым теоретическим моделям. Ключевые слова: усталость, диссипация энергии в вершине трещины, термоупругий эффект, инфракрасная термография. Сведения об авторах:
Банников Михаил Владимирович – Институт механики сплошных сред Уральского отделения РАН, г. Пермь Аспирант 614013, г. Пермь, ул. Ак. Королева, 1 E-mail: mbannikov@icmm.ru Терехина Алена Ильинична – Пермский государственный технический университет Студентка 614013, г. Пермь, ул. Профессора Поздеева, 11 E-mail: _pretty_girl_90@mail.ru Плехов Олег Анатольевич – Институт механики сплошных сред Уральского отделения РАН, г. Пермь Д-р физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. 614013, г. Пермь, ул. Ак. Королева, 1 E-mail: poa@icmm.ru Список литературы: 1. Шанявский А.А. Безопасное усталостное разрушение элементов авиконструкций. Синергетика в инженерных приложениях. – Уфа, 2003. – 803 с. 2. Вавилов В.П. Динамическая тепловая томография (обзор) // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2006. – Т. 72, № 3. – C. 26–36. 3. Luong M.P. Infrared thermographics scanning of fatigue in metals // Nuclear Engineering and Design. – 1995. – No. 158. – P. 363–376. 4. Fatigue crack initiation and growth in a 35CrMo4 steel investigated by infrared thermography / O. Plekhov, T. Palin-Luc, O. Naimark, S. Uvarov, N. Saintier // Fatigue and fracture of engineering materials and structures. – 2005. – Vol. 28, Is. 1. – P. 169–178. 5. Theoretical analysis, infrared and structural investigation of energy dissipation in metals under quasi-static and cyclic loading / O. Plekhov, N. Saintier, T. Palin-Luc, S. Uvarov and O. Naimark // Material Science and Engineering A. – 2007. – Vol. 462, Nо. 1. – P. 367–370. 6. A thermodynamic internal variable model for the partition of plastic work into heat and stored energy in metals / P. Rosakis, A.J. Rosakis, G. Ravichandran, J. Hodowany // J. Mech. and Phys. Solids. – 2000. – No. 48. – P. 581–607. 7. Oliferuk W., Maj M., Raniecki B. Experimental analysis of energy storage rate components during tensile deformation of polycrystals // Materials Science and Engineering A. – 2004. – Vol. 374. – P.77–81. 8. Плехов О.А., N.Santier, Наймарк О.Б. Экспериментальное исследование накопления и диссипации энергии при упруго пластическом переходе // ЖТФ. – 2007 – Т. 77, вып. 9. – С. 1236–1238. 9. Плехов О.А., Наймарк О.Б. Теоретическое и экспериментальное исследование диссипации энергии в процессе локализации деформации в железе // ПМТФ. – 2009. – Т. 50, вып. 1. – С. 153–164. 10. Исследование особенностей диссипации и накопления энергии в нанокристаллическом титане при квазистатическом и динамическом нагружении / О.А. Плехов, В.В. Чудинов, В.А. Леонтьев, О.Б. Наймарк // Вычислительная механика сплошных сред. – 2008. – Т. 1, № 4. – С. 69–78. 11. Application of infrared thermography to study crack growth and fatigue life extension procedures / R. Jones, M. Krishnapillai, K. Cairns, N. Matthews // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structure. – К измерению адгезии льда к другим материалам ГОЛЬДШТЕЙН Р.В., ЕПИФАНОВ В.П. Получена: 15.05.2011 Опубликована: 15.05.2011
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Исследуется адгезионная прочность ледяной корки, намороженной на поверхность элемента конструкций, в зависимости от условий на границе контакта, включая соотношение сдвиговых и нормальных напряжений, а также влияние бокового стеснения, геометрии поверхности и антиадгезионного покрытия. Соответственно задаче исследования предложены методики и устройства для измерения адгезии льда к другим материалам, в частности на цилиндрических образцах, в условиях комбинированного сдвига (вдоль оси образца и в окружном направлении). Показано, что наличие даже малого сдвига в окружном направлении резко снижает адгезионное сопротивление по отношению к осевому сдвигу. Исследована адгезия льда к реальному конструкционному элементу токонесущего кабеля с антиадгезионным покрытием и без покрытия. Сделаны выводы о практическом применении полученных результатов. Ключевые слова: адгезия льда к твердым телам; методы измерения и устройства; нормальные и сдвиговые напряжения; адгезионная прочность; боковое стеснение, ледяная корка. Сведения об авторах:
Гольдштейн Роберт Вениаминович – Институт проблем механики имени А.Ю. Ишлинского РАН, г. Москва Д-р физ.-мат. наук, член-корр. РАН, профессор, заслуженный деятель науки РФ, академик Европейской Епифанов Виктор Павлович – Институт проблем механики имени А.Ю. Ишлинского РАН, г. Москва Канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. 119526, Москва, пр. Вернадского, 101, корп. 1 E-mail: evp@ipmnet.ru Список литературы: 1. Blackburn C., Laforte C., Laforte J.L. Apparatus for measuring the adhesion force of a thin ice sheet on a substrate // For presentation at the Ninth International Workshop of Atmospheric Icing of Structures. – Chester, UK, 2000, June 5–8. – P. 1–5. 2. Lyyra M., Jantti M., Launiainen J. Adhesive strength of spray accreted ice on materials and coatings // International Offshore and Navigation Conference and Exhibition. – ESPOO. – 1986. – P. 484–496. 3. Matsumoto K., Kobayashi T. Fundamental study on adhesion of ice to cooling solid surface // International Journal of Refrigeration. – 2007. – Vol. 30 – P. 851–860. 4. Raraty L.E., Tabor D. The adhesion and strength properties of ice // Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. – 1958. – Vol. 245. – No. 1241 – P. 184–201. 5. Williams G.P. Adhesion of frazil ice to underwater structures // Reprinted from Proceedings Twenty-Fourth Annual Eastern Snow Conference. – 1967, February. – P. 82. 6. Епифанов В.П., Глазовский А.Ф. Акустические характеристики как индикатор особенностей движения льда в ледниках // Криосфера Земли. – 2010. – T. ХIV, № 4 – C. 42–55. 7. Черепанов Н.В. Систематизация кристаллических структур льдов в Арктике // Проблемы Арктики и Антарктики. – Л., 1972. – Вып. 40 – C. 78–83. 8. Кобеко П.П. Аморфные вещества. – М.–Л.: Изд-во АН СССР, 1952. – 432 с. 9. Schulson E.M., Duval P. Creep and fracture of ice. – Cambridge University Press. – 2009. – 401 p. 10. Физические величины: справ. / под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с. 11. Relationships between Water Wettability and Ice Adhesion: www.acsaml.org / J. Adam, J. Meuler, D. Smith, K. Kripa Varanasi, Joseph M. Mabry, Gareth H. McKinley and Robert E. Cohen. – ACS Applled materials & interfaces. Americal Chemical Society, 2010. – P. A–K. О волновом характере макроскопической локализации пластической деформации металлов ЗУЕВ Л.Б., БАРАННИКОВА С.А. Получена: 15.05.2011 Опубликована: 15.05.2011
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Рассмотрены основные закономерности макроскопической локализации пластической деформации при растяжении металлов и сплавов. Показано, что эффект макролокализации является общим для всех металлов и сплавов в моно- и поликристаллическом состояниях и проявляется на всех стадиях пластического течения независимо от типа кристаллической решетки и механизма деформации (дислокационное скольжение, двойникование). Установлен волновой характер локализации деформации. Обсуждаются такие характеристики волн локализованной деформации, как скорость распространения, длина волны и дисперсия. Ключевые слова: пластическая деформация, локализация, скорость волны, дисперсия. Сведения об авторах:
Баранникова Светлана Александровна – Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН, г. Томск Д-р физ.-мат. наук, вед. науч. сотр. 634021, г. Томск, пр. Академический, д. 2/4 E-mail: bsa@ispms.tsc.ru Зуев Лев Борисович – Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН, г. Томск Д-р физ.-мат. наук, профессор, замдиректора Института машиноведения 634021, г. Томск, пр. Академический, д. 2/4 E-mail: bsa@ispms.tsc.ru Список литературы: 1. Gilman J.J. Micromechanics of shear banding // Mech. Mater. – 1994. – Vol. 17, No. 1. – P. 83–96. 2. Zuev L.B., Danilov V.I. A self-excited wave model of plastic deformation in solids // Phil. Mag. A. – 1999. – Vol. 79, No. 1. – P. 43–57. 3. Zuev L.B. Wave phenomena in low-rate plastic flow in solids // Ann. Phys. – 2001. – Vol. 10, No. 11–12. – P. 956–984. 4. Zuev L.B., Danilov V.I., Barannikova S.A. Pattern formation in the work hardening process of single alloyed g-Fe crystals // Int. J. Plasticity. – 2001. – Vol. 17, No. 1. – P. 47–63. 5. Зуев Л.Б., Данилов В.И., Мних Н.М. Спекл-интерферометрический метод регистрации полей смещений при деформации // Зав. лаб. – 1990. – Т. 56, № 2. – С. 90–93. 6. Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. – М.: Мир, 1991. – 240 с. 7. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. – М.: Мир, 1990. – 342 с. 8. Zuev L.B., Gorbatenko V.V., Polyakov S.N. Instrumentation for speckle interferometry and techniques for investigating deformation and fracture // Proceedings of SPIE. The International Society for Optical Engineering. – 2002. – Vol. 4900, Part 2. – p. 1197–1208. 9. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. – М.: ГИФМЛ, 1961. – 480 с. 10. Дирак П.А.М. Воспоминания о необычайной эпохе. – М.: Мир, 1990. – 207 с. 11. Судзуки Т., Ёсинага Х., Такеути С. Динамика дислокаций и пластичность. – М.: Мир, 1989. – 294 с. 12. Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. – М.: Мир, 1972. – 308 с. 13. Островский В.С., Лихтман В.И. К реологии металлов в поверхностно-активных средах // Коллоидный журнал. – 1958. – Т. 20, № 5. – С. 640–644. 14 Кадомцев Б.Б. Динамика и информация / Редакция журнала «УФН». – М., 1997. – 400 с. 15. Зуев Л.Б., Семухин Б.С., Зариковская Н.В. Перестройка автоволновой структуры при деформации поликристаллического Al // ЖТФ. – 2001. – Т. 71, № 5. – С. 57–62. 16. Зуев Л.Б., Полетика Т.М., Нариманова Г.Н. О связи между макролокализацией пластического течения и дислокационной структурой // Письма в ЖТФ. – 2003. – Т. 29, № 12. – С. 74–77. 17. Zuev L.B., Semukhin B.S. Some acoustic properties of a deforming medium // Phil. Mag. A. – 2002. – Vol. 82, No. 6. – P. 1183–1193. 18. Баранникова С.А. Дисперсия волн локализации пластической деформации // Письма в ЖТФ. – 2004. – Т. 30, № 8. – С. 75–80. 19. Косевич А.М., Ковалев А.С. Введение в нелинейную физическую механику. – Киев: Наукова думка, 1989. –297 с. 20. Малыгин Г.А. Процессы самоорганизации дислокаций и пластичность кристаллов // УФН. – 1999. – Т. 169, № 9. – С. 979–1010. 21. Крауфорд Ф. Волны. – М.: Наука, 1974. – 527 с. 22. Кольский Г. Волны напряжений в твердых телах. – М.: ИИЛ, 1955. – 192 с. 23. Уайт Р., Джебелл Т. Дальний порядок в твердых телах. – М.: Мир, 1982. – 448 с. 24. Баранникова С.А., Данилов В.И., Зуев Л.Б. Локализация пластической деформации в моно- и поликристаллах сплава Fe-3 % Si при растяжении // ЖТФ. – 2004. – Т. 74, № 10. – С. 52–56. 25. Зуев Л.Б., Данилов В.И. О кинетике макродоменов локализованной пластичности на стадии предразрушения металлов // ЖТФ. – 2005. – Т. 75, № 12. – С. 102–105. 26. Зуев Л.Б., Баранникова С.А., Заводчиков С.Ю. Локализация деформации растяжения в поликристаллическом сплаве на основе Zr // ФММ. – 1999. – Т. 87, № 3. – С. 77–79. 27. Особенности поля смещений при пластической деформации крупнозернистого кремнистого железа / В.Е. Панин, Л.Б. Зуев, В.И. Данилов, Н.М. Мних // ФММ. – 1988. – Т. 66, № 6. – С. 1005–1009. 28. Стадийность пластического течения и макролокализация деформации в поликристаллах Fe-3%Si / В.И. Данилов, Г.В. Шляхова, Л.Б. Зуев, М.А. Кунавина, Ю.В. Рузанова // ФММ. – 2004. – Т. 98, № 3. – С. 107–112. 29. Волны деформации в монокристаллах сплава Cu–Ni–Sn / В.И. Данилов, Н.В. Карташова, Л.Б. Зуев, Ю.И. Чумляков, Н.С. Сурикова // ФММ. – 1994. – Т. 78, № 1. – с. 141–146. 30. Баранникова С.А. Локализация деформации растяжения в монокристаллах легированного g-Fe с углеродом // ЖТФ. – 2000. – Т. 70, № 10. – С. 138–140. 31. Kubin L.P., Estrin Yu.Z. Portevin-Le Chatelier effect in deformation with constant stress rate // Acta Met. – 1985. – Vol. 33, Nо. 3. – P. 397–407. 32. Aifantis E.C. Pattern formation in plasticity // Int. J. Engineering Sciences. – 1995. – Vol. 33, No. 15. – P. 2161–2178. 33. Aifantis E.C. Nonlinearly, periodicity and patterning in plasticity and fracture // Int. J. Non-Linear Mechanics. – 1996. – Vol. 31, No. 6. – 34. Rizzi E., Hahner P. On the Portevin–Le Chatelier effect: theoretical modeling and numerical results // Int. J. Plasticity. 2004. – Vol. 20, No. 1. – 35. Васильев В.А., Романовский Ю.М., Яхно В.Г. Автоволновые процессы. – М.: Наука, 1987. – 240 с. Исследование воздействия ультрафиолетового излучения на структуру поверхности ТЗП корпусов РД из дивинилизопреновой резины ИСРАФИЛОВА Е.Ю. Получена: 15.05.2011 Опубликована: 15.05.2011
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
В работе приведены результаты непосредственной визуализации изменений поверхности дивинилизопреновой резины 51-1667 при воздействии УФ-излучения в воздушной атмосфере, полученные с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ). Показано, что после облучения на поверхности образцов резины наблюдается множество трещин и углублений, глубина которых находится в пределах 200–700 нм. Ключевые слова: ультрафиолетовое излучение, теплозащитное покрытие, поверхность, лампа, механические характеристики. Сведения об авторах:
Исрафилова Екатерина Юрьевна – Научно-исследовательский институт полимерных материалов, г. Пермь Ст. науч. сотр. 614113, г. Пермь, ул. Чистопольская,16 E-mail: Katerinakat2010@yandex.ru Список литературы: 1. Исследование воздействия ультрафиолетового излучения на структуру поверхности композитных эластомеров с помощью атомно-силовой микроскопии / Ю.Г. Яновский, Ю.В. Корнев, Н.С. Снегирева, О.Б. Юмашев [и др.] // Проблемы шин и резинокордных композитов: сб. докладов ХХI симпозиума 11–15 октября 2010 г., Московская область. – Мытищи: 2010. – Т. 2. – С. 201–210. 2. Гольдберг М.М., Корюкин А.В., Кондашов. Э.К. Покрытия для полимерных материалов. – М.: Химия, 1980. – С. 12. Производство сверхпроводниковых материалов со структурой А15 для магнитной системы международного термоядерного реактора (ITER) КОЛМОГОРОВ Г.Л., ТРОФИМОВ В.Н., МЕЛЬНИКОВА Т.Е. Получена: 15.05.2011 Опубликована: 15.05.2011
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Рассмотрено современное состояние исследований по созданию и выпуску в России сверхпроводниковых материалов со структурой А15, предназначенных для магнитной системы международного термоядерного реактора (ITER). Совершенствование технологического процесса изготовления сверхпроводников за счет выбора оптимальных режимов термообработки на основе модели процесса твердофазной диффузии («бронзовой» технологии) позволяет обеспечить высокие эксплуатационные свойства низкотемпературных сверхпроводников для магнитной системы реактора ITER. Ключевые слова: сверхпроводимость, магнитная система, пластическая деформация, композиционный сверхпроводник, диффузия, «бронзовая» технология. Сведения об авторах:
Колмогоров Герман Леонидович – Пермский государственный технический университет Д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой Трофимов Виктор Николаевич – Пермский государственный технический университет Д-р техн. наук, профессор кафедры динамики и прочности машин 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29 E-mail: dpm@pstu.ru Мельникова Татьяна Евгеньевна – Пермский государственный технический университет Канд. техн. наук, доцент кафедры динамики и прочности машин 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29 E-mail: dpm@pstu.ru Список литературы: 1. Разработка сверхпроводников для магнитной системы ИТЭР в России / А.К. Шиков [и др.] // Известия Вузов. Цветная металлургия. – 2003. – № 1. – С. 36–43. 2. Пан В.М., Прохоров В.Г., Шпигель А.С. Металлофизика сверхпроводников: моногр. – Киев: Наукова думка, 1984. – 192 с. 3. Уэрт Ч., Томсон Р. Физика твердого тела: моногр. – М.: Мир, 1969. – 550 с. 4. Еремеев В.С. Диффузия и напряжения: моногр. – М.: Атомиздат, 1984. – 184 с. 5. Металловедение и технология сверхпроводящих материалов: пер. с англ. – М.: Металлургия, 1987. – 560 с Определение диаграмм деформационного упрочнения поверхностных слоев металлических материалов с использованием инструментария наномеханических испытательных комплексов СМИРНОВ С.В., СМИРНОВА Е.О., ГОЛУБКОВА И.А. Получена: 15.05.2011 Опубликована: 15.05.2011
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
В работе представлена новая методика определения диаграмм деформационного упрочнения по результатам вдавливания и царапания индентором Берковича. Методика заключается в сопоставлении результатов моделирования и экспериментов по двум контролируемым параметрам – глубине проникновения индентора на стадии внедрения и на установившейся стадии царапания. С использованием данной методики были выполнены исследования на наномеханическом испытательном комплексе TI 900 и определены диаграммы деформационного упрочнения поверхностных слоев для ряда металлических материалов. Ключевые слова: кривая упрочнения, индентирование, царапание, метод конечных элементов, атомно-силовая микроскопия. Сведения об авторах:
Смирнов Сергей Витальевич – Институт машиноведения Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург 620049, г. Екатеринбург, ул. Комсомольская, д.34, к. 522 б. E-mail: svs@imach.uran.ru Смирнова Евгения Олеговна – Институт машиноведения Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург Канд. техн. наук, мл. науч. сотр. лаборатории микромеханики материалов 620049, г. Екатеринбург, ул. Комсомольская, д.34, к. 443 E-mail: evgeniya@imach.uran.ru Голубкова Ирина Андреевна – Институт машиноведения Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург Мл. науч. сотр. лаборатории микромеханики материалов 620049, г. Екатеринбург, ул. Комсомольская, д.34, к. 523 E-mail: irincha@imach.uran.ru Список литературы: 1. Oliver W.C., Pharr G.M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load-displacement sensing indentation experiments // Mater.Res. – 1992. – Vol. 7, No. 6. – P. 1564–1583. 2. Гоголинский К.В., Львова Н.А., Усеинов А.С. Применение сканирующих зондовых микроскопов и нанотвердомеров для изучения механических свойств твердых материалов на наноуровне (обобщающая статья) // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2007. – Т. 73, № 6. – С. 28–36. 3. Смирнов. С.В., Экземплярова Е.О. Влияние радиуса скругления вершины индентора на напряженно-деформированное состояние при внедрении индентора в упругопластический материал // Физическая мезомеханика. – 2009. – Т. 12, № 6. – С. 73–78. Оценка точности измерений с использованием видеосистемы анализа полей перемещений и деформаций ТРЕТЬЯКОВА Т.В., ТРЕТЬЯКОВ М.П., ВИЛЬДЕМАН В.Э. Получена: 15.05.2011 Опубликована: 15.05.2011
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
В работе представлены результаты испытаний по оценке точности измерений, проводимых оптической системой анализа полей перемещений и деформаций при одновременном использовании навесного осевого датчика деформации. Показана высокая эффективность применения метода корреляции цифровых изображений для изучения поведения материалов на стадиях неупругого деформирования при возникновении неоднородных полей деформаций, а также волн локализованной пластической деформации. Ключевые слова: экспериментальная механика, оптические методы механики деформируемого твердого тела, метод корреляции цифровых изображений, поле перемещений и деформаций, оценка точности, «зуб» текучести, локализация пластической деформации. Сведения об авторах:
Вильдеман Валерий Эрвинович – Пермский государственный технический университет Д-р физ.-мат. наук, профессор, директор центра экспериментальной механики ПГТУ, профессор кафедры механики композиционных Третьяков Михаил Павлович – Пермский государственный технический университет Мл. науч. сотр., инженер Центра экспериментальной механики ПГТУ 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29 E-mail: cem_tretyakov@mail.ru Третьякова Татьяна Викторовна – Пермский государственный технический университет Мл. науч. сотр., инженер Центра экспериментальной механики ПГТУ 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29 E-mail: cem.tretyakova@gmail.com Список литературы: 1. Экспериментальная механика: в 2 кн.: пер. с англ. / под ред. А. Кобаяси. – М.: Мир, 1990. – Кн. 1. – 616 с.; Кн. 2. – 55 с. 2. Разумовский И.А. Развитие оптических методов механики деформируемого тела (обзор) // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2008. – Т. 74, № 10. – С. 45–54. 3. Деревягина Л.С., Панин В.Е., Гордиенко А.И. Возможности оптико-телевизионного измерительного комплекса Tomsk для анализа процесса разрушения // Физическая мезомеханика. – 2009. – Т. 12, № 2. – С. 37–43. 4. Зуев Л.Б., Данилов В.И., Баранников С.А. Физика макролокализации пластического течения. – Новосибирск: Наука, 2008. – 328 с. 5. Sutton M.A., J.-J. Orteu, H. Schreier. Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements. – University of South Carolina, Columbia, SC, USA, 2009. – 364 p. 6. Yu Wang, Alberto M. Cuitino Full-field measurements of heterogeneous deformation patterns on polymeric foams using digital image correlatotion // International Journal of Solids and Structures. – 2002. – № 39. – P. 3777–3796. 7. Вильдеман В.Э., Третьякова (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. 8. Третьякова (Санникова) Т.В., Третьяков М.П. Экспериментальное построение полей деформаций твердых тел с концентраторами на основе использования цифровой оптической системы // XXXV Гагаринские чтения: сб. науч. тр. междунар. молодежной науч. конф., Москва, 2009: в 8 т. – М.: МАТИ, 2009. – Т. 1. – С. 156–158. 9. Третьякова (Санникова) Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Анализ полей деформаций твердых тел по изображениям поверхности с помощью цифровой оптической системы // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации: материалы всерос. науч.-техн. конф. – 2009 – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2009. – С. 14–15. 10. Третьякова (Санникова) Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. Экспериментальное исследование процессов неупругого деформирования и разрушения при плоском напряженном состоянии // Проблемы нелинейной механики деформируемого твердого тела: тр. Второй Междунар. конф., Казань. 8–11 декабря 2009 г. / науч. ред. С.А. Кузнецов. – Казань: Изд-во Казан. гос. ун-та, 2009. – С. 319–322. 11. Третьякова (Санникова) Т.В., Вильдеман В.Э. Экспериментальное исследование полей деформаций в телах с концентраторами и анализ условий разрушения на основе использования цифровой оптической системы // XIX Петербургские чтения по проблемам прочности. С.Петербург, 13–15 апреля 2010 г.: сб. материалов. –СПб., 2010. – Ч. 1. – С. 220–222. 12. Белл Ф. Дж. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел: в 2 ч.: пер. с англ. / под ред. А.П. Филина. – М.: Наука, 1984. – 600 с. – Ч. 1: Малые деформации. – 600 с.; Ч. 2: Конечные деформации. – 432 с. 13. Зариковская Н.В., Зуев Л.Б. Автоволны локализованного пластического течения и соотношение Холла-Петча в алюминии // Письма в ЖТФ. – 2010. – Т. 36, вып. 5. – С. 11–19. Физические теории пластичности: теория и приложения к описанию неупругого деформирования материалов. Ч. 2: Вязкопластические и упруговязкопластические модели ТРУСОВ П.В., ВОЛЕГОВ П.С. Получена: 15.05.2011 Опубликована: 15.05.2011
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Приводится обзор широкого класса теорий пластичности, получивших название физических теорий пластичности (в иностранной литературе – crystal plasticity theories), в основе формулировок определяющих соотношений, гипотез и основных положений которых лежит рассмотрение в явной форме механизмов деформирования на мезо- и микромасштабах. Вторая часть обзора посвящена рассмотрению ключевых особенностей физических теорий вязкого типа – вязкопластических и упруговязкопластических, а также их модификаций. Особое внимание уделено «тонким местам» приводимых теорий, их критическому анализу и способам решения проблем, возникающих при их использовании для описания процессов неупругого деформирования материалов. Ключевые слова: обзор, физические теории пластичности, вязкопластичность, упруговязкопластичность, упрочнение. Сведения об авторах:
Волегов Павел Сергеевич – Пермский государственный технический университет Ассистент кафедры математического моделирования систем и процессов 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29 E-mail: crocinc@mail.ru Трусов Петр Валентинович – Пермский государственный технический университет Д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий кафедрой математического моделирования систем и процессов 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29 E-mail: tpv@matmod.pstu.ac.ru Список литературы: 1. Поздеев А.А., Трусов П.В., Няшин Ю.И. Большие упругопластические деформации: теория, алгоритмы, приложения. – М.: Наука, 1986. – 232 с. 2. Трусов П.В., Волегов П.С. Физические теории пластичности: теория и приложения к описанию неупругого деформирования материалов. Ч. 1: Жесткопластические и упругопластические модели// Вестник ПГТУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2011. – № 1. – С. 5–45. 3. Anand L., Kothari M. A computational procedure for rate–independent crystal plasticity // J. of the Mechanics and Physics of Solids. – 1996.– Vol. 44, No. 4.– P. 525–558. 4. Asaro R.J. Micromechanics of crystals and polycrystals // Advances in Applied Mechanics. – 1983. – Vol. 23. – Р. 1–115. 5. Asaro R.J., Needleman A. Texture development and strain hardening in rate dependent polycrystals // Acta Metall. – 1985. – Vol. 33, No. 6 – P. 923–953. 6. Plastic flow for non-monotonic loading conditions of an aluminum alloy sheet sample / F. Barlat, J.M. Ferreira Duarte, J.J. Gracio, A.B. Lopes, E.F. Rauch // Int. J. Plasticity. – 2003. – Vol. 19 – Р. 1215–1244. 7. Batra R.C., Zhu Z.G. Effect of loading direction and initial imperfections on the development of dynamic shear bands in a FCC single crystal // Acta Mechanica. – 1995. – Vol. 113, No. 1–4. – P. 185–203. 8. Beyerlein I.J., Lebensohn R.A., Tome C.N. Modeling texture and microstructural evolution in the equal channel angular extrusion process// Mater. Sci. and Eng. – 2003. – Vol. A345. – Р. 122–138. 9. Beyerlein I.J., Tome C.N. A dislocation-based constitutive law for pure Zr including temperature effects // Int. J. Plasticity. – 2008. – Vol. 24. – Р. 867–895. 10. Bőhlke T., Risy G., Bertram A. A texture component model for anisotropic polycrystal plasticity // Comput. Mater. Sci. – 2005. – Vol. 32. – Р. 284–293. 11. Busso E.P., Cailletaud G. On the selection of active slip systems in crystal plasticity // Int. J. Plasticity. – 2005. – Vol. 21. – P. 2212–2231. 12. Follansbee P.S., Kocks U.F. A constitutive description of copper based on the use of the mechanical threshold stress as an Internal State Variable // Acta Metall. – 1988. – Vol. 36. – P. 81–93. 13. Harren S.V., Asaro R.J. Nonuniform deformations in polycrystals and aspects of the validity of the Taylor model // J. Mech. Phys. Solids. – 1989. – Vol. 37, No. 2. – P. 191–232. 14. Horstemeyer M.F., Potirniche G.P., Marin E.B. Crystal plasticity// In Handbook of Materials Modeling. S. Yip (ed.) – Springer: Netherlands. – 2005. – Р. 1133–1149. 15. Hutchinson J.W. Bounds and self-consistent estimates for creep of polycrystalline materials // Proc.R. Soc. Lond. – 1976. – 348 (A). – Р. 101–127. 16. Kalidindi S.R., Bronkhorst C.A., Anand L. Crystallographic texture evolution in bulk deformation processing of FCC metals// J. Mech. Phys. Solids. – 1992. – Vol. 40, No. 3. – P. 537–569. 17. Kok S., Beaudoin A.J., Tortorelli D.A. A polycrystal plasticity model based on the mechanical threshold // Int. J. Plasticity. – 2002. – Vol. 18. – P. 715–741. 18. Kratochvil J. A theory of non-proportional cyclic plasticity based on micromechanical approach // Proc. of IMMM-93. Int. Sem. on Microstruct. and Mech. Properties of New Engineering Mater. – Mie Academic Press. – 1993. – P. 89–94. 19. A dislocation density-based single crystal constitutive / M.G. Lee, H. Lim, B.L. Adams, J.P. Hirth, R.H. Wagoner // Int. J. Plasticity. – 2010. – Vol. 26. – Р. 925–938. 20. Mayeur J.R., McDowell D.L. A three-dimensional crystal plasticity model for duplex Ti–6Al–4V // Int. J. Plasticity. – 2007. – Vol. 23. – Р. 1457–1485. 21. Miehe C., Rosato D. Fast texture updates in fcc polycrystal plasticity based on a linear active-set-estimate of the lattice spin // J. Mech. Phys – 2007. – Vol. 55. – P. 2687–2716. 22. Neale K. W. Use of Crystal Plasticity in Metal Forming Simulations // Int. J. Mech. Sci. – 1993. – Vol. 35(12). – Р. 1053–1063. 23. Pan J., Rice J.R. Rate sensitivity of plastic flow and implications for yield-surface vertices // Int. J. Solids Struc. – 1983. – Vol. 19. – P. 973–987. 24. Potirniche G.P., Horstemeyer M.F., Ling X.W. An internal state variable damage model in crystal plasticity // Mechanics of Materials. – 2007. – Vol. 39. – Р. 941–952. 25. A new crystal plasticity scheme for explicit time integration codes to simulate deformation in 3D microstructures: Effects of strain path, strain rate and thermal softening on localized deformation in the aluminum alloy 5754 during simple shear / J. Rossiter, A. Brahme, M.H. Simha, K. Inal, R. Mishra // Int. J. Plasticity. – 2010. – doi:10.1016/j.ijplas.2010.02.007. 26. Tokuda M., Kratochvil J., Ohno N. Inelastic behaviour of polycrystalline metals under complex loading condition // Int. J. Plasticity. –1985. – Vol. 1. – P. 141–150. 27. Tokuda M., Ohno N., Kratochvil J. Unified constitutive equations for inelastic behaviours of polycrystalline metals based on a semi-micro approach // Proc. Int. Conf. On Creep. – Tokyo. – 1986. – P. 411–416. 28. Evaluation of self-consistent polycrystal plasticity models for magnesium alloy AZ31B sheet / H. Wang, B. Raeisinia, P.D. Wu, S.R. Agnew, C.N. Tomé // Int. J. Solids and Struct. – 2010, doi: 10.1016/j.ijsolstr.2010.06.016. 48 рр. 29. A finite strain elastic–viscoplastic self-consistent model for polycrystalline materials / H. Wang, P.D. Wu, C.N. Tome, Y. Huang // J. Mech. and Phys. Solids. – 2010. – Vol. 58 – Р. 594–612. 30. Modeling anisotropic stress-strain response and crystallographic texture evolution in a-titanium during large plastic deformation using Taylor-type models: influence of initial texture and purity / X.-P. Wu, S.R. Kalindindi, C. Necker, A.A. Salem // Metallurg. and Mater. Trans. – 2008. – Vol. 39A. – P. 3046 –3054. Исследование влияния условий проведения динамического эксперимента на величину диссипированной энергии в субмикрокристаллическом титане ЧУДИНОВ В.В., ПЛЕХОВ О.А. Получена: 15.05.2011 Опубликована: 15.05.2011
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
В работе экспериментально исследуются механические и термодинамические характеристики субмикрокристаллического титана при динамическом сжатии с использованием разрезного стержня Гопкинсона–Кольского. Кинетика температуры в процессе деформирования регистрировалась методом инфракрасного сканирования камерой CEDIP SC 5000 (спектральный диапазон 3–5 mм, температурная чувствительность 0,025 К, частота съёмки 4 кГц). Ранее [1] исследование термодинамики процесса показало, что доля накопленной энергии в субмикрокристаллическом титане выше, чем в крупнозернистом, и остаётся примерно постоянной в широком диапазоне скоростей деформации. Данная работа посвящена исследованию влияния особенностей проведения динамического эксперимента (использование смазки на торцах стержней) на величину диссипированной энергии и особенности протекания процесса деформирования. В результате показано, что использование дополнительной смазки несущественно изменяет интегральные характеристики процесса деформирования материала, но влияет на особенности протекания процесса деформирования. Ключевые слова: динамическое нагружение материалов, стержень Гопкинсона–Кольского, термография образцов. Сведения об авторах:
Чудинов Василий Васильевич – Институт механики сплошных сред Уральского отделения РАН, г. Пермь Инженер 614013, г. Пермь, ул. Ак. Королева, 1 Список литературы: 1. Экспериментальное исследование закономерностей диссипации энергии при динамическом деформировании нанокристаллического титана / О. Плехов, В. Чудинов, В. Леонтьев, О. Наймарк // ПЖТФ. – 2009. – Т. 35, вып. 2. – С. 82–90. 2. Bever M.B., Holt D.L., Tichener A.L. The stored energy of cold work // Progress in Material Science. – 1973. – No. 17. – P. 1–190. 3. A thermodynamic internal variable model for the partition of plastic work into heat and stored energy in metals / P. Rosakis, A.J. Rosakis, G. Ravichandran, J. Hodowany // J. Mech. and Phys. Solids. – 2000. – No. 48. – P. 581–607. 4. Oliferuk W., Maj M., Raniecki B. Experimental analysis of energy storage rate components during tensile deformation of polycrystals // Materials Science and Engineering A. – 2004. – Vol. 374. – P.77–81. 5. Плехов О.А., Santier N., Наймарк О.Б. Экспериментальное исследование накопления и диссипации энергии при упругопластическом переходе // ЖТФ. – 2007. – T. 77, вып. 9. – С. 1236–1238. 6. Теоретическое и экспериментальное исследование диссипации энергии в процессе локализации деформации в железе / О.А. Плехов, О.Б. Наймарк // ПМТФ. – 2009. – Т. 50, вып. 1. – С. 153–164. 7. Исследование особенностей диссипации и накопления энергии в нанокристаллическом титане при квазистатическом и динамическом нагружении / О.А. Плехов, В.В. Чудинов, В.А. Леонтьев, О.Б. Наймарк // Вычислительная механика сплошных сред. – 2008. – Т. 1, № 4. – С. 69–78. 8. Кольский Г. Исследование механических свойств материалов при больших скоростях нагружения // Механика. – 1950. – № 4. – С. 108–119. 9. О применении классического анализа опытов с разрезным стержнем Гопкинсона / С.Л. Лопатников, Б.А. Гама, К. Краутхаузер, Дж. Джиллеспи // ПЖТФ. – 2004. – Т. 30, вып. 3. – С. 39–46.
| ||