О влиянии неклассического диффузионного процесса на длительное разрушение составного растягиваемого стержня в процессе ползучести

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассматривается напряженно-деформированное состояние и определяется время до разрушения составного растягиваемого стержня при ползучести в активной среде. Влияние активной среды определяется неклассическим диффузионным процессом, при этом проникшее в материал активное вещество находится в двух состояниях: свободном и связанном. Процесс такой диффузии описывается модифицированным уравнением диффузии, учитывающим двухфазное состояние активного вещества в материале. Получена система уравнений, моделирующая ползучесть составного стержня, в котором его части жестко без проскальзывания связаны между собой, а также включающая в себя кинетические уравнения накопления поврежденности в частях стержня. Учет влияния активной среды производится путем введения в указанные кинетические уравнения функции влияния активной среды – функции от интегрально средней концентрации. Анализируются распределения напряжений и процессы накопления повреждений во времени в различных частях составного стержня. Проведены расчеты в двух случаях, а именно, рассматривается классический и неклассический диффузионный процесс. Задания данных различий обусловлено выбором соответствующих параметров в рассматриваемой диффузионной модели. Получены зависимости накопления поврежденности и распределения напряжений в частях стержня во времени. В результате определено, что разрушение составного стержня в классическом случае происходит раньше, чем в случае рассматриваемого неклассического диффузионного процесса.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. В. Фомин

НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: fleonid1975@mail.ru
Россия, Москва

А. А. Далинкевич

НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова; Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: dalinckevich@yandex.ru
Россия, Москва; Москва

Ю. Г. Басалов

НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: basalov@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. 752 с.
  2. Локощенко А.М. Ползучесть и длительная прочность металлов. М.: Физматлит, 2016. 504 с.
  3. Alexander Lokoshchenko and Leonid Fomin. Kinetic theory of creep and long-term strength of metals. in Kinetic Theory, George Z. Kyzas and Athanasios C. Mitropoulos, IntechOpen, (December 20th 2017). https://doi.org/10.5772/intechopen.70768
  4. Фомин Л.В., Басалов Ю.Г. О длительном разрушении составного растягиваемого стержня в условиях ползучести // Изв. РАН. МТТ. 2023. №1. С. 28–40. https://doi.org/10.31857/S0572329922100087
  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 // App. Math. Model. 2018. V. 60. P. 478−489. https://doi.org/10.1016/j.apm.2018.03.031
  6. Weinberg A.M., Wigner E.P. The physical theory of neutron chain reactors. Chapter VIII. The University of Chicago Press, 1958.
  7. Чувильдеев В.Н., Смирнова Е.С. Феноменологическая теория объемной диффузии // Физика твердого тела. 2016. Т. 58. Вып. 7. С. 1436–1447.
  8. Кофстад П. Отклонение от стехиометрии, диффузия и электропроводность в пористых окислах металлов / Перевод с англ. под ред. Н.Н. Семенова. М.: Мир, 1975. 398 с.
  9. Harris G. Carter, Kenneth G. Kibler. Langmuir-type model for anomalous moisture diffusion in composite resins // J. Compos. Mater. 1978. V. 12. № 2. P. 118–131. https://doi.org/10.1177/002199837801200201
  10. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Методы теории функций комплексного переменного. М.: Наука, 1973. 736 c.
  11. Фомин Л.В. Описание длительной прочности растягиваемых стержней прямоугольного и круглого поперечных сечений в высокотемпературной воздушной среде // Вестн. Самарского гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки. 2013. №3(32). С. 87–97. https://doi.org/10.14498/vsgtu1228
  12. Одинг И. А., Фридман З. Г. Роль поверхностных слоев при длительном разрушении металлов в условиях ползучести // Завод. лаб. 1959. Т. 25. № 3. С. 329–332.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема расположения частей в стержне.

Скачать (41KB)
3. Рис. 2. Схема воздействия активной среды на составной стержень.

Скачать (71KB)
4. Рис. 3. Зависимости безразмерных напряжений от безразмерного времени в частях составного стержня при учете неклассического (обозначения: 1, 2) и классического (обозначения: 3, 4) диффузионных процессов.

Скачать (108KB)
5. Рис. 4. Зависимости параметров поврежденности от безразмерного времени в частях составного стержня при учете неклассического (обозначения: 1, 2) диффузионного процесса.

Скачать (104KB)
6. Рис. 5. Зависимости параметров поврежденности от безразмерного времени в частях составного стержня при учете классического (обозначения: 3, 4) диффузионного процесса.

Скачать (117KB)
7. Рис. 6. Зависимости интегрально средней концентрации от безразмерного времени в частях составного стержня при учете неклассического (обозначения: I) и классического (обозначения: II) диффузионных процессов.

Скачать (112KB)

© Российская академия наук, 2024