О применении дробно-линейной модели в задаче о длительном разрушении цилиндрической оболочки в условиях ползучести в активной среде
- Авторы: Фомин Л.В.1
-
Учреждения:
- НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова
- Выпуск: № 3 (2025)
- Страницы: 245-269
- Раздел: Статьи
- URL: https://rjraap.com/1026-3519/article/view/687431
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1026351925030137
- EDN: https://elibrary.ru/BBKAIH
- ID: 687431
Цитировать
Аннотация
Исследуется длительное разрушение длинной тонкостенной цилиндрической оболочки при ползучести в условиях нестационарного сложного напряженного состояния с учетом влияния активной окружающей среды. Влияние окружающей среды на ползучесть и длительную прочность оболочки определяется диффузионным проникновением элементов окружающей среды в материал оболочки. С помощью кинетической теории Ю.Н. Работнова определены времена до разрушения такой оболочки при нестационарном нагружении. Применяется сингулярная дробно-линейная модель ползучести и длительной прочности, в которой предел прочности материала при соответствующей температуре выполняет роль предельного напряжения. Для учета накопления повреждений в процессе ползучести и определения критерия до разрушения используются скалярный и векторный параметры поврежденности, при этом компоненты векторного параметра поврежденности связаны с пространством главных напряжений. Для оценки скорости диффузионного процесса используется приближенный метод решения уравнения диффузии, основанный на введении диффузионного фронта. Учет влияния окружающей среды на время до разрушения осуществляется с помощью введения в определяющие и кинетические дробно-линейные соотношения функции от интегрально средней концентрации. Проведено сравнение времен до разрушения при использовании скалярного и векторного параметров поврежденности. Определены особенности использования дробно-линейной модели для описания процессов длительного разрушения.
Полный текст

Об авторах
Л. В. Фомин
НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: fleonid1975@mail.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. 752 с.
- Локощенко А.М. Ползучесть и длительная прочность металлов. М.: Физматлит, 2016. 504 с.
- Локощенко А.М., Фомин Л.В. Моделирование поведения материалов и элементов конструкций, находящихся под воздействием агрессивных сред (обзор) // Проблемы прочности и пластичности. 2018. Т. 80. № 2. С. 145–179.
- Фомин Л.В. Описание длительной прочности растягиваемых стержней прямоугольного и круглого поперечных сечений в высокотемпературной воздушной среде // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. Науки. 2013. Т. 3. № 32. С. 87–97. http://doi.org/10.14498/vsgtu1228
- Fomin L.V. Steady-state creep of a composite rod in tension in the presence of an aggressive environment // Mech. Compos. Mater. 2017. V. 52. № 6. P. 741–750. https://doi.org/10.1007/s11029-017-9624-5
- Lokoshchenko A.M., Fomin L.V. Delayed fracture of plates under creep condition in unsteady complex stress state in the presence of aggressive medium // Appl. Math. Model. 2018. V. 60. P. 478–489. https://doi.org/10.1016/j.apm.2018.03.031
- Фомин Л.В., Басалов Ю.Г., Локощенко А.М. Об учете влияния коррозионных процессов на длительное разрушение стержня, находящегося в условиях ползучести // Механика композиционных материалов и конструкций. 2019. Т. 25. № 3. С. 327–335. https://doi.org/10.33113/mkmk.ras.2019.25.03.327_335.03
- Фомин Л.В., Басалов Ю.Г. О длительном разрушении составного растягиваемого стержня в условиях ползучести // Изв. РАН. МТТ. 2023. № 1. С. 102–114. https://doi.org/10.31857/S0572329922100087
- Петров В.В., Овчинников И.Г., Шихов Ю.М. Расчет элементов конструкций, взаимодействующих с агрессивной средой. Саратов: Изд-во СГУ, 1987. 228 с.
- Овчинников И.Г., Петров В.В. Математическое моделирование процесса взаимодействия элементов конструкций с агрессивными средами // Деформирование материалов и элементов конструкций в агрессивных средах. Межвуз. научн. сб. Саратов: СПИ, 1983. С. 3–11.
- Овчинников И.Г., Почтман М.Ю. Тонкостенные конструкции в условиях коррозионного износа. Расчет и оптимизация. Днепропетровск: Изд-во ДГУ, 1995. 192 с.
- Овчинников И.Г., Хвалько Т.А. Работоспособность конструкций в условиях высокотемпературной водородной коррозии. Саратов: Изд-во СГТУ, 2003. 176 с.
- Овчинников И.Г., Матора А.В., Наумова Г.А. Напряженно-деформированное состояние армированных элементов конструкций при воздействии радиационных полей. Саратов: Изд-во СГТУ, 2004. 204 с.
- Наумова Г.А., Овчинников И.Г. Расчеты на прочность сложных стержневых систем и трубопроводных конструкций с учетом коррозионных повреждений. Саратов: Изд-во СГТУ, 2000. 222 с.
- Киселевский В.Н. Прочность конструкционных материалов ядерных реакторов. Киев: Наук. Думка, 1990. 168 с.
- Павлов П.А., Кадырбеков Б.А., Колесников В.А. Прочность сталей в коррозионных средах. Алма-Ата: Наука, 1987. 272 с.
- Локощенко А.М. Ползучесть и длительная прочность металлов в агрессивных средах. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. 178 с.
- Lokoshchenko A.M. The application of an approximate analysis of the diffusion process for a description of creep and creep rupture // Int. J. Mech. Sci. 2005. V. 47. № 3. P. 359–373. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2005.01.011
- Lokoshchenko A., Fomin L. Kinetic theory of creep and long-term strength of metals // Kinetic Theory. IntechOpen. 2017. https://www.intechopen.com/chapters/57137
- Crank J. The mathematics of diffusion. Second Edition. Oxford: Clarendon Press, 1975. 414 p.
- Лейбензон Л.С. Собрание трудов в 4-х томах. Т. 2. Подземная гидрогазодинамика. М.: Издательство Академии наук СССР, 1955.
- Carslaw H.S., Jaeger J.C. Conduction of heat in solids. Oxford: Clarendon Press, 1959. 520 p.
- Boley B., Weiner J. The theory of thermal stress. New York: Wiley, 1960. 517 p.
- Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Гос. изд-во техн.-теор. лит, 1952. 392 с.
- Лембке К.Э. Движение грунтовых вод и теория водосборных сооружений // Журнал Министерства путей сообщения. 1886. № 2. С. 507–539.
- Лейбензон Л.С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. М.–Л.: Гостехиздат, 1947. 244 с.
- Чарный И.А. Подземная гидрогазодинамика. М.: Гос. н.-техн. изд-во нефт. и горно-топл. лит., 1963. 396 с.
- Баренблатт Г.И. О некоторых приближенных методах в теории одномерной неустановившейся фильтрации жидкости при упругом режиме // Изв. АН СССР, ОТН. 1954. № 9. С. 35–49.
- Шестериков С.А., Юмашева М.А. К проблеме терморазрушения при быстром нагреве // Изв. АН СССР. МТТ. 1983. №1. С. 128–135.
- Timoshenko S.P., Woinowsky-Krieger S. Theory of plates and shells. New York: McGraw-Hill, 1959. 595 p.
- Шестериков С.А., Юмашева М.А. Конкретизация уравнения состояния в теории ползучести // Изв. АН СССР. МТТ. 1984. № 1. С. 86–92.
- Одинг И.А., Фридман З.Г. Роль поверхностных слоев при длительном разрушении металлов в условиях ползучести // Заводская лаборатория. 1959. Т. 25. № 3. С. 329–332.
- Локощенко А.М. Применение векторного параметра поврежденности при моделировании длительной прочности металлов // Изв. РАН. МТТ. 2016. № 3. С. 93–99. https://elibrary.ru/item.asp?id=26932364
- Качанов Л.М. Разрушения в условиях ползучести при сложном нагружении // Изв. АН СССР. МТТ. 1972. № 5. С. 11–15.
- Качанов Л.М. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974. 312 с.
- Локощенко А.М. Моделирование длительной прочности металлов при нестационарном сложном напряженном состоянии // ПММ. 2018. Т. 82. Вып. 1. С. 84–97. https://elibrary.ru/item.asp?id=32436997
- Локощенко А.М., Фомин Л.В., Терауд В.В., Басалов Ю.Г., Агабабян В.С. Ползучесть и длительная прочность металлов при нестационарных сложных напряженных состояниях (обзор) // Вест. сам. гос. техн. уни-та. Сер. Физ.-мат. науки. 2020 Т. 24. № 2. С. 275–318. https://doi.org/10.14498/vsgtu1765
- Наместникова И.В., Шестериков С.А. Векторное представление параметра поврежденности. // Деформирование и разрушение твердых тел. Сб. трудов Института механики МГУ. Издательство Московского университета, 1985. С. 43–52.
