Моделирование процесса ползучести конструкционных материалов
1
УДК 539.376
Моделирование процесса ползучести
конструкционных материалов
В.М. Дубровин, Т.А. Бутина
МГТУ им. Н.Э.Баумана, Москва, 105005, Россия
Конструкционный материал рассматривается как сочетание упругих и пластич-
ных элементов, соединенных определенным образом. На основании анализа различ-
ных моделей упругопластичного деформирования конструкционного материала
при длительном нагружении была выбрана трехэлементная модель, для которой
предложен закон, описывающий зависимость скорости деформации ползучести
от времени нагружения. В качестве примера рассмотрена ползучесть алюминие-
во-магниевого сплава.
Ключевые слова:
ползучесть материала, упругий элемент, пластический элемент,
трехэлементная модель, упругопластическая деформация.
Введение.
Одним из способов описания процесса ползучести ма-
териала является представление материала в виде сочетания элемен-
тарных упругих и пластических элементов. При этом упругий элемент
считается подчиняющимся закону Гука
y
,
E
в пластическом эле-
менте напряжение
пропорционально скорости деформации
п
.
K
Здесь
E
– модуль упругости материала;
– относительная деформация;
K
– коэффициент вязкости или коэффициент внутреннего сопротивле-
ния деформации;
– скорость деформации.
Структура модели материала.
Для
установления характера закона деформирова-
ния материала можно рассматривать его как
структуру, состоящую из упругих и пластиче-
ских элементов, соединенных определенным
образом [1–3]. При этом, если упругий и пла-
стический элементы соединяются параллель-
но (рис. 1), модель носит название модели
Фойгта. Условия деформации материала в
этом случае определяются следующим обра-
зом: считая деформацию в обоих элементах
одинаковой, получим закон деформирования
простого нерелаксирующего тела
y п
.
E K
(1)
В случае σ = const и ε(0) = 0 из соотношения (1) получим
Рис. 1.
Модель Фойгта:
1
– упругий элемент;
2
– пластический элемент
