Оценка применения анизотропных критериев разрушения при моделировании процессов деформирования металлических образцов в условиях динамического нагружения

Кривошеина М.Н.; Козлова М.А.; Туч Е.В.; Кобенко С.В.; Конышева И.Ю.

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

Концепция технологического аутсорсинга на базе сквозных проектов дает возможность компаниям выпускать новую продукцию на рынок в нужный момент и с минимальными затратами. Для организации «умного производства» связка лаборатории аддитивных технологий (СГАУ) с центром инновационных производственных технологий (производство изделий на современных станках с ЧПУ на базе СГАУ) играет ключевую роль (см. рисунок). В нашей работе мы рассматриваем эффективность внедрения данных технологий и взаимодействия предприятий с центром аддитивных технологий на базе СГАУ.

V. V. Kokareva

Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolev, Russia, Samara

ADDITIVE TECHNOLOGIES FOR THE COMPETITIVE PRODUCTION

Now days many competitive entreprises are able to transmit many activities that formerly were engaged on their own - from packaging to production parts, components, tooling with the development of batch techniques. The means of production of new generation and rapid prototyping technology (Rapid Prototyping & Tooling & Manufacturing) and other innovations became available, that could significantly help reduce the time of designing and manufacturing products of new technology.

Аддитивные технологии в производстве

УДК 539.3

М. Н. Кривошеина, М. А. Козлова Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Томск

Е. В. Туч

Национальный исследовательский Томский государственный университет, Россия, Томск

С. В. Кобенко

Нижневартовский государственный гуманитарный университет, Россия, Нижневартовск

И. Ю. Конышева

Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Россия, Томск

ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ КРИТЕРИЕВ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ В УСЛОВИЯХ ДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ

Представленные исследования показали необходимость применения анизотропного критерия разрушения при моделировании процессов деформирования металлических образцов в условиях динамического нагружения.

При моделировании разрушения в металлических образцах, возникающего в условиях динамического разрушения, существенное значение имеет выбор критерия прочности, так как он должен учитывать сложную структуру материала. Существует диапазон скоростей ударного нагружения, в котором на конечную картину разрушения материалов преград оказывает влияние не только значение характеристик прочности, но и в каком виде записан критерий прочности - через деформации или напряжения. Большинство критериев разрушения записывается через напряжения, но в некоторых случаях критерий разрушения удобнее записывать через деформации,

как например, при исследовании деформации слоистых пластин.

Система уравнений, описывающая нестационарные адиабатные движения сжимаемой анизотропной среды, включает [1] уравнение неразрывности, уравнения движения сплошной среды, уравнение энергии. Упругая деформация определяется с помощью обобщенного закона Гука. Пластическая деформация рассчитывается согласно теории течения. Давление как функция удельной внутренней энергии и плотности для анизотропного материала определяется в зависимости от конкретных условий нагружения из уравнения состояния. Пластическое деформирование анизо-

Решетневскце чтения

тропного материала описывалось по условию пластичности Мизеса-Хилла, учитывающего изотропное упрочнение [2]. Для моделирования пластического деформирования изотропного материала ударника используется критерий Мизеса.

В данной работе представлены результаты исследования особенностей деформирования анизотропных металлических преград. В качестве критерия разрушения был выбран критерий Мизеса-Хилла, записанный в первом случае через напряжения и во втором -через деформации. Результаты численных экспериментов с использованием данного анизотропного критерия были сопоставлены с результатами численных экспериментов, где в качестве критерия разрушения предполагалось достижение накопленной пластической деформации в образце нагружаемого материала 6,5 % . Численно в трехмерной постановке моделируется динамическое нагружение преграды из анизотропного алюминиевого сплава Д16Т изотропными цилиндрическими ударниками. Скорости нагружения составляли 200 м/с и 600 м/с. В качестве численного метода используется метод конечных

элементов, модифицированный Г. Р. Джонсоном для задач удара [3].

Для сравнительного анализа разрушения анизотропных преград, деформирование которых моделируется с применением различных критериев разрушения, строились графики торможения ударников при взаимодействии с данными преградами.

Представленные исследования показали необходимость применения анизотропного критерия разрушения при моделировании процессов деформирования металлических образцов в условиях динамического нагружения.

Библиографические ссылки

1. Седов Л. И. Механика сплошных сред : в 2 т. М. : Наука, 1976. Т. 2.

2. Косарчук В. В., Ковальчук Б. И., Лебедев А. А. Теория пластического течения анизотропных сред (Определяющие соотношения) // Пробл. прочности. 1986. № 4. С. 50-56.

3. Johnson G. R. High velocity impact calculation in three dimensions // J. Appl. Mech. 1977. Vol. 44. № 3. P. 95-100.

М. N. Rrivosheina, М. A. Коzlova Institute of Strength Physics and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Russia, Tomsk

E. V. Tuch

National Research Tomsk State University, Russia, Tomsk

S. V. Коbenko

Nizhnevartovsk State University of Humanities, Russia, Nizhnevartovsk

I. Yu Коnyesheva National Research Tomsk Polytechnic University, Russia, Tomsk

ESTIMATION OF APPLLICATION OF ANISOTROPIC DESTRUCTION CRITERION FOR SIMULATION OF METAL SAMPLES STRAIN IN DYNAMIC LOADING

In modeling fracture in metal samples, appearing in dynamic fracture it is important to choose the criterion of strength. The presented study shows the need for an anisotropic failure criterion for modeling of deformation of metal specimens under dynamic loading.

УДК 669.715.621.789

Г. Г. Крушенко

Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Красноярск

ПОВЫШЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СПЛАВОВ С ПОМОЩЬЮ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ

Применение термоциклической обработки приводит к повышению уровня механических свойств сплавов различного состава.

Одно из первых изобретений по применению термоциклической обработки (ТЦО) сплавов было запатентовано в 1978 г. [1]. На примере литейного алю-миниево-кремниевого сплава АЛ9 (новое название по ГОСТ 1583-93 АК7ч: 6,0-8,0 % Б1; 0,20-0,40 % М§;

ост. А1) было показано, что в результате применения этой технологии повышается уровень механических свойств сплавов. Сущность способа заключается в том, что сплав нагревается под закалку 8-12 раз до 0,95-0,97 от температуры плавления сплава с после-

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Кривошеина М.Н., Козлова М.А., Туч Е.В., Кобенко С.В., Конышева И.Ю.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Кривошеина М.Н., Козлова М.А., Туч Е.В., Кобенко С.В., Конышева И.Ю.

ESTIMATION OF APPLLICATION OF ANISOTROPIC DESTRUCTION CRITERION FOR SIMULATION OF METAL SAMPLES STRAIN IN DYNAMIC LOADING