3_2023_s_4

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МАТЕРИЛА В ОБЛАСТИ ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ, РАСПОЛОЖЕННОЙ В ЗОНЕ КОНСТРУКТИВНОГО КОНЦЕНТРАТОРА
Авторы

Д.Е. ТУЛИН, аспирант, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
В рубрике МЕХАНИКА ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА
Год 2023
Номер журнала 3(64)
Страницы 37–42
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 624.014
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2023-3-64-37-42
Аннотация Проведено исследование влияния концентратора напряжений, обусловленного конструктивными особенностями сварного узла металлоконструкции краноманипуляторных установок, на напряженно-деформированное состояние материала в зоне предразрушения. В рамках исследования применен физический критерий, использующий базовые механические свойства материала. Рассматривается трещина нормального отрыва в условиях одноосного нагружения. Проведен МКЭ-анализ моделей таврового и нахлесточного сварных соединений как создающих наибольшую концентрацию напряжений в металлоконструкциях краноманипуляторных установок. Выполнен сравнительный анализ результатов расчета моделей с трещиной в области концентратора и моделей с трещиной в гладкой пластине. Показано влияние концентратора и ряда его параметров на жесткость напряженного состояния в области вершины трещины. Предложена общая усредненная оценка влияния концентратора на напряженно-деформированное состояние материала в зоне предразрушения. Даны рекомендации по учету наличия концентратора в аналитическом расчете.
Ключевые слова сварное соединение, трещина, концентратор напряжений, дефект сварки, хрупкое разрушение, жесткость напряженного состояния, метод конечных элементов, критерий прочности
  Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Крыжевич, Г.Б. Интегральные критерии разрушения в численных расчетах низкотемпературной прочности конструкций морской техники / Г.Б. Крыжевич // Тр. Крыловского гос. научн. центра. — 2018. — № 1(383). — C. 29–42.
  2. Матвиенко, Ю.Г. Модели и критерии механики разрушения / Ю.Г. Матвиенко. — М.: Физматлит, 2006. — 328 с.
  3. Zhu, X.K. Review of fracture toughness (G, K, J, CTOD, CTOA) testing and standardization / X.K. Zhu, J.A. Joyce // Engineering Fracture Mechanics. — 2012. — Vol. 85. — Pp. 1–46. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2012.02.001.
  4. Tanabe, Y. Fracture toughness for brittle fracture of elastic and plastic materials / Y. Tanabe // Materials Transactions. — 2013. — Vol. 54, iss. 3. — Pp. 314–318. — DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.M2012348.
  5. Корнев, В.М. Обобщенный достаточный критерий прочности. Описание зоны предразрушения / В.М. Корнев // Прикладная механика и техническая физика. — 2002. — Т. 43, № 5. — С. 153–161.
  6. Seweryn, A. Brittle fracture criterion for structures with sharp notches / A. Seweryn // Engineering Fracture Mechanics. — 1994. — Vol. 47, iss. 5. — Pp. 673–681. — DOI: https://doi.org/10.1016/0013-7944(94)90158-9.
  7. Palombo, M. An evaluation of size effect in CTOD-SENB fracture toughness tests / M. Palombo, S. Sandon, M. De Marco // Procedia Engineering. — 2015. — Vol. 109. — Pp. 55–64. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.06.207.
  8. Bažant, Z.P. Nonlocal integral formulations of plasticity and damage: survey of progress / Z.P. Bažant, M. Jirásek // Journal of Engineering Mechanics. — 2002. — Vol. 128, iss. 11. — Pp. 1119–1149. — DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2002)128:11(1119).
  9. Rabczuk, T. Computational methods for fracture in brittle and quasi-brittle solids: state-of-the-art review and future perspectives / T. Rabczuk // Applied Mathematics. — 2013. — Vol. 2013. — 38 p. — DOI: https://doi.org/10.1155/2013/849231.
  10. Линьков, А.М. Потеря устойчивости, характерный линейный размер и критерий Новожилова–Нейбера в механике разрушения / А.М. Линьков // Изв. РАН. Механика твердого тела. — 2010. — № 6. — С. 98–111.
  11. Vasil’ev, I.A. Elastoplastic state of stress of a plate with a crack / I.A.Vasil’ev, S.A. Sokolov // Russian Metallurgy (Metally). — 2020. — Iss. 10. — Pp. 1065–1069. — DOI: https://doi.org/10.1134/S0036029520100316.
  12. Sokolov, S.A. Mathematical model for the elastoplastic state of stress of the material at the crack tip / S.A. Sokolov, I.A. Vasil’ev, A.A. Grachev // Russian Metallurgy (Metally). — 2021. — Iss. 4. — Pp. 347–350. — DOI: https://doi.org/10.1134/S0036029521040315.
  13. Sokolov, S.A. Modeling of elastoplastic stress states in crack tip regions / S.A. Sokolov, D.E. Tulin // Physical Mesomechanics. — 2021. — Vol. 24, iss. 3. — Pp. 237–242. — DOI: https://doi.org/10.1134/S1029959921030024.
  14. Sokolov, S.A. Mathematical model of brittle fracture of a cracked part / S.A. Sokolov, D.E. Tulin // Physical Mesomechanics. — 2022. — Vol. 25, iss. 1. — Pp. 72–79. — DOI: https://doi.org/10.1134/S1029959922010088.
  15. Копельман, Л.А. Основы теории прочности сварных конструкций / Л.А. Копельман. — 2-е изд. — СПб.: Лань, 2010. — 457 с.
  16. Sokolov, S. Investigation of the size of the fracture process zone and the cleavage stress in cracked steel parts / S. Sokolov, D. Tulin, I. Vasiliev // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. — 2023. — Vol. 46, iss. 3. — Pp. 1159–1169. — DOI: https://doi.org/10.1111/ffe.13927.
  17. Sokolov, S. Effect of intrinsic residual stresses on the brittle fracture resistance of a welded joint / S. Sokolov, D. Tulin // Russian Metallurgy (Metally). — 2023. — Iss. 4. — Pp. 51–57.