Стр. 2 - Б.Е. Васильев - Определение расчетной долговечности деталей турбин с помощью пользовательской модели ползучести в конечно-элементном комплексе ANSYS

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012 167
ние материала лопатки во всем рабочем диапазоне условий эксплуа-
тации.
Явление ползучести — это нелинейное изменение во времени
деформаций (собственно ползучесть) и напряжений (релаксация),
возникших в начале приложения нагрузки. Выделяют [1] несколько
стадий ползучести:
1) неустановившаяся ползучесть — на этой стадии происходит
упрочнение и скорость ползучести уменьшается;
2) установившаяся ползучесть — процессы упрочнения и
разупрочнения находятся в равновесии, скорость ползучести посто-
янна;
3) разупрочнение и разрушение — скорость ползучести возрастает.
Форма и вид кривой ползучести зависят от сплава, параметров
режима испытаний и определяются несколькими конкурирующими
механизмами (упрочнение, разупрочнение, разрушение). На рис. 1
представлена характерная кривая ползучести с обозначенными ста-
диями ползучести и начальной деформацией el, деформацией ползу-
чести сr, временем нагружения (ч) и минимальной скоростью пол-
зучести ecr(min).
Рис. 1. Типичная кривая ползучести
В программном комплексе ANSYS предложены 13 уравнений не-
явной ползучести, такие, как уравнение Нортона, Гарофало (описы-
вают установившуюся ползучесть) и уравнения, соответствующие
гипотезам упрочнения и течения. Также возможно использование
изохронных кривых. Несмотря на большой выбор, при расчетах ки-
нетики НДС возникают следующие трудности:
– ввиду сложности кривой уравнения описывают только первую
и вторую стадии ползучести;
– подбор коэффициентов для всего диапазона температур и
напряжений, а также согласование значений коэффициентов между
ними зачастую сопряжено с большими трудностями, и адекватность