Дослідження динамічних ефектів при мікромасштабному імпульсному навантаженні
Рассматривается осесимметричная задача облучения тепловым импульсом цилиндрического тела. Для описания нелинейного поведения материала используется модель Боднера-Партома, обобщенная на случай многофазового состава материала. Сущность обобщения заключается в использовании правила смесей для определе...
Saved in:
| Date: | 2021 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine
2021
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/142 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Problems of Control and Informatics |
Institution
Problems of Control and Informatics| id |
oai:ojs2.jais.net.ua:article-142 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Problems of Control and Informatics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-03-14T10:43:58Z |
| collection |
OJS |
| language |
Russian |
| topic |
модель течії метод скінченних елементів імпульсне навантаження напружено-деформований стан |
| spellingShingle |
модель течії метод скінченних елементів імпульсне навантаження напружено-деформований стан Yakovenko , Nina Bondarchuk , Andrey Kovalchuk, Oksana Дослідження динамічних ефектів при мікромасштабному імпульсному навантаженні |
| topic_facet |
модель течії метод скінченних елементів імпульсне навантаження напружено-деформований стан модель течения метод конечных элементов импульсное нагружение напряженно-деформированное состояние model of flow finite-element method pulse loading stress-strain state |
| format |
Article |
| author |
Yakovenko , Nina Bondarchuk , Andrey Kovalchuk, Oksana |
| author_facet |
Yakovenko , Nina Bondarchuk , Andrey Kovalchuk, Oksana |
| author_sort |
Yakovenko , Nina |
| title |
Дослідження динамічних ефектів при мікромасштабному імпульсному навантаженні |
| title_short |
Дослідження динамічних ефектів при мікромасштабному імпульсному навантаженні |
| title_full |
Дослідження динамічних ефектів при мікромасштабному імпульсному навантаженні |
| title_fullStr |
Дослідження динамічних ефектів при мікромасштабному імпульсному навантаженні |
| title_full_unstemmed |
Дослідження динамічних ефектів при мікромасштабному імпульсному навантаженні |
| title_sort |
дослідження динамічних ефектів при мікромасштабному імпульсному навантаженні |
| title_alt |
Исследование динамических эффектов при микромасштабном импульсном нагружении The investigation of dynamic effects under microscale pulse load |
| description |
Рассматривается осесимметричная задача облучения тепловым импульсом цилиндрического тела. Для описания нелинейного поведения материала используется модель Боднера-Партома, обобщенная на случай многофазового состава материала. Сущность обобщения заключается в использовании правила смесей для определения параметров модели, отвечающих за предел текучести и временное сопротивление. Рассмотренная модель позволяет более точно оценить остаточное напряженно-деформированное состояние, которое при дальнейшей эксплуатационной нагрузке цилиндрических деталей существенно влияет на временное сопротивление элементов конструкций. Задача решается численно методом пошагового неявного интегрирования по времени, итерационным методом и методом конечных элементов. На каждом временном шаге реализуется двойной итерационный процесс. Первый – внутренний – связан с интегрированием системы нелинейных уравнений течения, второй – внешний – с решением уравнений движения и теплопроводности. Расчеты проводятся для конечно-элементной сетки, сгущенной в области облучения, для более точного моделирования термомеханического поведения материала. Параметры сетки выбираются по критерию практической сходимости решений. На основе численного моделирования исследуется напряженно деформированное состояние неупругого материала при учете зависимости параметров модели от фазового состава материала. Основной результат: установлены качественные и количественные эффекты влияния фазового состава на неупругие характеристики; изменение растягивающих остаточных напряжений на сжимающие. Полученные результаты могут использоваться в инженерных расчетах на прочность элементов конструкций, а также параметров технологий поверхностного укрепления. |
| publisher |
V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/142 |
| work_keys_str_mv |
AT yakovenkonina issledovaniedinamičeskihéffektovprimikromasštabnomimpulʹsnomnagruženii AT bondarchukandrey issledovaniedinamičeskihéffektovprimikromasštabnomimpulʹsnomnagruženii AT kovalchukoksana issledovaniedinamičeskihéffektovprimikromasštabnomimpulʹsnomnagruženii AT yakovenkonina doslídžennâdinamíčnihefektívprimíkromasštabnomuímpulʹsnomunavantaženní AT bondarchukandrey doslídžennâdinamíčnihefektívprimíkromasštabnomuímpulʹsnomunavantaženní AT kovalchukoksana doslídžennâdinamíčnihefektívprimíkromasštabnomuímpulʹsnomunavantaženní AT yakovenkonina theinvestigationofdynamiceffectsundermicroscalepulseload AT bondarchukandrey theinvestigationofdynamiceffectsundermicroscalepulseload AT kovalchukoksana theinvestigationofdynamiceffectsundermicroscalepulseload |
| first_indexed |
2025-10-30T02:48:41Z |
| last_indexed |
2025-10-30T02:48:41Z |
| _version_ |
1847373355423891456 |
| spelling |
oai:ojs2.jais.net.ua:article-1422024-03-14T10:43:58Z Исследование динамических эффектов при микромасштабном импульсном нагружении Дослідження динамічних ефектів при мікромасштабному імпульсному навантаженні The investigation of dynamic effects under microscale pulse load Yakovenko , Nina Bondarchuk , Andrey Kovalchuk, Oksana модель течії метод скінченних елементів імпульсне навантаження напружено-деформований стан модель течения метод конечных элементов импульсное нагружение напряженно-деформированное состояние model of flow finite-element method pulse loading stress-strain state Рассматривается осесимметричная задача облучения тепловым импульсом цилиндрического тела. Для описания нелинейного поведения материала используется модель Боднера-Партома, обобщенная на случай многофазового состава материала. Сущность обобщения заключается в использовании правила смесей для определения параметров модели, отвечающих за предел текучести и временное сопротивление. Рассмотренная модель позволяет более точно оценить остаточное напряженно-деформированное состояние, которое при дальнейшей эксплуатационной нагрузке цилиндрических деталей существенно влияет на временное сопротивление элементов конструкций. Задача решается численно методом пошагового неявного интегрирования по времени, итерационным методом и методом конечных элементов. На каждом временном шаге реализуется двойной итерационный процесс. Первый – внутренний – связан с интегрированием системы нелинейных уравнений течения, второй – внешний – с решением уравнений движения и теплопроводности. Расчеты проводятся для конечно-элементной сетки, сгущенной в области облучения, для более точного моделирования термомеханического поведения материала. Параметры сетки выбираются по критерию практической сходимости решений. На основе численного моделирования исследуется напряженно деформированное состояние неупругого материала при учете зависимости параметров модели от фазового состава материала. Основной результат: установлены качественные и количественные эффекты влияния фазового состава на неупругие характеристики; изменение растягивающих остаточных напряжений на сжимающие. Полученные результаты могут использоваться в инженерных расчетах на прочность элементов конструкций, а также параметров технологий поверхностного укрепления. Розглядається осесиметрична задача опромінення тепловим імпульсом циліндричного тіла. Для опису нелінійної поведінки матеріалу використовується модель Боднера–Партома, узагальнена на випадок багатофазового складу матеріалу. Сутність узагальнення полягає у використанні правила сумішей для визначення параметрів моделі, що відповідають за границю плинності і тимчасовий опір. Розглянута модель дозволяє точніше оцінити залишковий напружено-деформований стан, який при подальшому експлуатаційному навантаженні циліндричних деталей суттєво впливає на тимчасовий опір елементів конструкцій. Задача розв’язується чисельно методом покрокового неявного інтегрування за часом, ітераційним методом та методом скінченних елементів. На кожному часовому кроці реалізується подвійний ітераційний процес. Перший — внутрішній — пов’язаний з інтегруванням системи нелінійних рівнянь течії, другий — зовнішній — з розв’язанням рівнянь руху і теплопровідності. Розрахунки проводяться для скінченно-елементної сітки, згущеної в області опромінення, для більш точного моделювання термомеханічної поведінки матеріалу. Параметри сітки вибираються за критерієм практичної збіжності розв’язків. На основі чисельного моделювання досліджується напружено-деформований стан непружного матеріалу при врахуванні залежності параметрів моделі від фазового складу матеріалу. Основний результат: встановлено якісні та кількісні ефекти впливу фазового складу на непружні характеристики; зміну розтягувальних залишкових напружень на стискальні. Отримані результати можуть використовуватися в інженерних розрахунках на міцність елементів конструкцій, а також параметрів технологій поверхневого зміцнення. Axisymmetric problem of heat pulse irradiation of a cylindrical solid is considered. Nonlinear behavior of the material is described by the generalized Bodner-Partom model of flow. The nature of generalization lies in applying the rule of mixtures for the determination of parameters of the model responsible for yield point and ultimate strength. The considered model enables one to estimate the residual stress-strain state more exactly. During subsequent in-service loading of cylindrical solids, this state strongly affects the fatigue resistance of elements. The problem is solved by the time step integration method, iterative method, and finite element method. In each time step, we realize a double iteration process. The first is connected with the integration of the system of nonlinear equations of flow, the second with the solution of equations of motion and heat conduction. The calculations are performed on a grid FEM, especially in the region of irradiation, for the correct modeling of thermomechanical behavior of the material. The grid parameters are chosen with the help of the criterion of practical convergence of the solutions. The investigation of the stress-strain state of an inelastic material with regard for the dependence of parameters of the flow model on the phase composition of a material is carried out by using of numerical simulation. The main result is the following: qualitative and quantitative effects of phase composition influence on inelastic characteristics are established, namely change of tensile residual stresses on compression. The results obtained in the work can be used in calculations of parameters of surface hardening technologies. V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2021-01-27 Article Article application/pdf https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/142 10.34229/1028-0979-2021-4-6 Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; Том 66 № 4 (2021): Міжнародний науково-технічний журнал "Проблеми керування та інформатики"; 61-68 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics; Том 66 № 4 (2021): International Scientific and Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 61-68 International Scientific Technical Journal "Problems of Control and Informatics"; Vol. 66 No. 4 (2021): International Scientific and Technical Journal "PROBLEMS OF CONTROL AND INFORMATICS"; 61-68 2786-6505 2786-6491 10.34229/1028-0979-2021-4 ru https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/142/233 Copyright (c) 2021 Nina Yakovenko , Andrey Bondarchuk , Oksana Kovalchuk https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |