ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Экспериментально-вычислительное исследование упругопластических и вязкоупругопластических свойств материалов в условиях неоднородного напряженно-деформированного состояния при квазистатическом или динамическом нагружении. Теоретический анализ нелинейных определяющих соотношений теории наследственности. Развитие методов решения краевых задач теории упругости и термовязкопластичности металлов.
Experimental and numerical investigation of viscoplastic and viscoelastoplastic properties of materials under non-uniform stress-srain state and quasi-static or dynamic loadings. Analytical study of non-linear hereditary constitutive relations. Development of solution techniques for boundary-value problems in the elasticity theory and in thermo-visco-plasticity theory of metals.
1. Устойчивость нестационарных процессов в вязкопластических и вязких телах неканонической формы, моделирующих технологические режимы обработки материалов давлением и другими силовыми факторами. 2. Квазистатика и динамика тонкослойных идеально жёсткопластических течений между сближающимися жёсткими поверхностями, выдавливание пластической среды из тонких щелей и конфузоров. 3. Исследования качественных свойств, арсенала возможностей, области применимости и приложений физически нелинейного ОС Ю.Н. Работнова. 4. Построение и анализ точных решений краевых задач ползучести и длительной прочности многослойных толстостенных труб из физически нелинейных вязкоупругих материалов. 5. Построение истинных статических диаграмм нагружения и определение предельных деформационных характеристик характерных авиационных сплавов в экспериментах на растяжение, кручение, а также совместное растяжение с кручением сплошных цилиндрических круговых образцов. 6. Разработка методики идентификации материальных параметров определяющих соотношений конструкционных сплавов в экспериментах неоднородного НДС в испытуемых образцах. 7. Идентификация материальных параметров обобщенной модели Джонсона-Кука по результатам динамических тестов по методу Кольского и результатам баллистических ударных тестов. 8. Анализ влияния геометрической формы на жесткость L-образной носовой перегородки. 9. Анализ применимости различных вариантов теории пластического течения для описания процессов деформирования в виде двухзвенных ломаных. 10. Исследования вязкоупругих свойств морского льда.
1. Разработан методология решения высоконелинейных задач динамической прочности на основе специальной системы натурных и виртуальных экспериментов 2. Разработаны многоуровневые модели процессов пробивания многослойных тканых преград на основе арамидных волокон 3. Разработана и внедрена в промышленность экспертная система оценки непробиваемости корпусов газотурбинных авиационных двигателей вследствие обрыва рабочей лопатки 4. Имеются оригинальные экспериментальные методики для исследования определяющих соотношений в условиях квазистатического и высокоскоростного деформирования
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Экспериментально-теоретическое исследование определяющих соотношений, критериев прочности и устойчивости процессов деформирования |
Результаты этапа: Проведён асимптотический анализ собственных значений и собственных функций в задаче Орра–Зоммерфельда в случае малой по определенной мере скорости основного плоскопараллельного сдвигового течения в слое ньютоновской вязкой жидкости. Исследовано напряженно-деформированное состояние, возникающее при динамическом растяжении однородного стержня из несжимаемого идеально жесткопластического материала, удовлетворяющего критерию Мизеса — Генки. Выполнен первый этап масштабного исследования механических свойств специальных конструкционных материалов в условиях высокоскоростного нагружения. Проведены статические эксперименты на одноосное растяжение (вплоть до разрушения) и динамические испытания по методу Кольского и его модификациям на растяжение, сжатие и сдвиг с использованием разрезного стержня Гопкинсона в диапазоне скоростей деформаций 500 – 2000 с-1. Продолжено системное аналитическое исследование качественных свойств, арсенала возможностей, области применимости и приложений физически нелинейного ОС Ю.Н. Работнова для изотропных вязкоупругих материалов с четырьмя произвольными материальными функциями, линейного интегрального ОС вязкоупругости Больцмана-Вольтерры с произвольными функциями сдвиговой и объемной ползучести (релаксации) и нелинейного определяющего соотношения (ОС) типа Максвелла для изотропных вязкоупругопластичных материалов. Проведен анализ возможностей описания процесса деформирования в виде двухзвенной ломаной с помощью различных вариантов теории пластического течения, представленных в программном комплексе ANSYS. Показано, что векторные и скалярные свойства, характерные для процессов деформирования по двухзвенным ломаным, на качественном уровне могут быть описаны определяющими соотношениями теории течения с линейным кинематическим упрочнением. Проведены экспериментальные исследования вязкоупругих свойств столбчатого морского льда. Показано существенное различие реологических свойств морского льда в вертикальном и горизонтальном направлениях. Продолжены работы по исследованию вязкоупругих свойств резинокордных композитов. Проведены эксперименты по определению вязкоупругих параметров резины и резинокорда. | ||
2 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Экспериментально-теоретическое исследование определяющих соотношений, критериев прочности и устойчивости процессов деформирования |
Результаты этапа: Проведена идентификация материальных параметров модели Джонсона-Кука для конструкционных металлических и неметаллических материалов по результатам статических и динамических экспериментов по методу Кольского. Для верификации модели Джонсона-Кука проделаны натурные и виртуальные ударные тесты по пробиванию пластин различной толщины твердыми цилиндрическими ударниками. Аналитически изучены общие свойства семейств кривых релаксации напряжения с произвольной монотонной начальной стадией деформирования, порождаемых физически нелинейным определяющим соотношением Работнова для вязкоупругопластичных материалов с двумя произвольными материальными функциями. В трёхмерном пространстве рассмотрен класс степенных тензорных рядов (определяющих соотношений) с коэффициентами (материальными функциями), являющимися функциями трёх независимых инвариантов. На основе формулы Гамильтона – Кели найдены в виде матричных рядов точные выражения для коэффициентов трёхчленных представлений таких степенных рядов. Выведена взаимосвязь коэффициентов прямых и обратных трёхчленных определяющих соотношений. Для изотропных упругих сплошных сред рассмотрен класс тензорно нелинейных определяющих соотношений, связывающих напряжения с малыми деформациями и включающих три материальные функции от какой-либо тройки независимых инвариантов. Выведены общие условия на эти материальные функции, при которых девиаторные и шаровые свойства тензор-функции, задающей оператор определяющих соотношений, не связаны друг с другом. Построено точное решение квазистатической задачи об определении напряженно-деформированного состояния полого цилиндра (толстостенной трубы) из физически нелинейного вязкоупругого материала в случае задания радиального перемещения внутренней поверхности трубы и давления на внешней поверхности, медленно меняющихся во времени, в частности задачи о релаксации напряжений в трубе. Разработан численно-аналитический метод определения трехмерного неоднородного поля упругих остаточных напряжений по данным оптических измерений компонент вектора перемещений при пошаговом сверлении отверстий. Проведен анализ развития хрупкого усталостного разрушения титановых сплавов (на примере сплавов АТ6 и ВТ3-1) при одноосном нагружении во всем диапазоне коэффициентов асимметрии цикла в области много- и гигацикловой усталости и получено удовлетворительное соответствие опытным данным. В программном комплексе QFORM численно исследовано влияние параметров закона контактного трения и упрочнения материала заготовки на решение задачи о вдавливании жесткого штампа с пазами в тонкую пластину. Определены параметры закона трения, дающие величину силы прессования, сравнимую с полученной в эксперименте на прессование свинцовой пластины с квадратной сеткой ребер жесткости. Проведен цикл работ по исследованию эффекта Маллинза на образцах из резинокордного материала. Теоретически и экспериментально исследовано влияние осевого сжатия трубчатого цилиндрического образца на распространение продольной трещины при кручении. | ||
3 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Экспериментально-теоретическое исследование определяющих соотношений, критериев прочности и устойчивости процессов деформирования |
Результаты этапа: Проведено экспериментальное исследование механических свойств высокопрочной стали А-3 в условиях квазистатического и высокоскоростного нагружений. Разработаны новые экспериментальные методики для построения деформационных диаграмм для материалов, чувствительных к скорости деформаций и виду НДС, в экспериментах на совместные растяжение-сжатие с кручением сплошных или толстостенных круговых цилиндрических образцов с учетом конечных деформаций. Исследованы течения несжимаемых сред с тензорно линейными определяющими соотношениями, включающими произвольную скалярную нелинейность в виде монотонно возрастающей функции упрочнения. Исследованы задачи дискретного контакта упругого слоя и жесткого штампа с заранее неизвестными площадками фактического контакта. Продолжено исследование физически нелинейного определяющего соотношения с двумя материальными функциями для вязкоупругопластичных материалов с целью выявления комплекса моделируемых им реологических эффектов и границ области применимости, сфер влияния материальных функций и ограничений на них, способов идентификации и верификации. Проведено системное аналитическое исследование математических свойств предложенного ранее прототипа нелинейного определяющего соотношения типа Максвелла для описания сдвигового течения тиксотропных сред. Проведено тестирование предложенного метода определения неоднородных по глубине остаточных напряжений по результатам измерения перемещений в методе пошагового сверления отверстия. Проведены исследования взаимодействия дрейфующего поля ровного льда с наклонной гранью широкой платформы или протяженного защитного мола. Проведены теоретические, экспериментальные и численные исследования задачи о колебании вертикального весомого упругого стержня. Исследовано реономное поведение резины, используемой в шинах в брекере, при квазистатическом нагружении с постоянной скоростью. Выполнен первый этап работ по созданию программной оболочки-ассистента для объединения функций по сопровождению, сбору и анализу результатов экспериментов для «Комплекса для динамических испытаний материалов по методу Кольского». | ||
4 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Экспериментально-теоретическое исследование определяющих соотношений, критериев прочности и устойчивости процессов деформирования |
Результаты этапа: | ||
5 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Экспериментально-теоретическое исследование определяющих соотношений, критериев прочности и устойчивости процессов деформирования |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".