Search

Актуальність роботи полягає в тому, що врахування циклічної повзучості є надзвичайно важливим при проектуванні інженерних конструкцій та оцінки їх безпеки під час експлуатації. Це пов’язано з тим, що накопичення деформацій ратчетингу суттєво знижує втомну довговічність матеріалів за рахунок прискореного утворення втомних тріщин або вичерпання резервів пластичності. Крім того, навіть якщо руйнування не спостерігається, ефект ратчетингу може призводити до недопустимої зміни геометрії конструкції, що призводить до втрати її функціональної придатності. Об’єкт дослідження в даній роботі вибрано трубчасті зразки та трубні конструктивні елементи. Метою магістерської дисертації є дослідити різницю поведінки ефекту ратчетингу (циклічної повзучості) при різних умовах навантаження та об’єктах на основі експериментальних досліджень. The relevance of the work lies in the fact that consideration of cyclic creep is extremely important when designing engineering structures and assessing their safety during operation. This is due to the fact that the accumulation of ratcheting deformations significantly reduces the fatigue life of materials due to the accelerated formation of fatigue cracks or the depletion of plasticity reserves. In addition, even if the destruction is not observed, the ratcheting effect can lead to an unacceptable change in the geometry of the structure, which leads to the loss of its functional suitability. The object of research in this work is tubular samples and tubular structural elements. The purpose of the master's thesis is to investigate the difference in the behavior of the ratcheting effect (cyclic creep) under different load conditions and objects based on experimental studies.

An experimental study of the strain of a rectilinear segment of a pipeline Du 200 made of steel 20 under cyclic loading by internal pressure was carry out. The tests were performed on a pneumohydraulic stand under conditions of flat stress, normal temperatures, and load cycle asymmetry with registration of circular and axial elastic-plastic strain. The aim of the work was to test an experimental technique for studying the effect of ratcheting (unilateral accumulation of plastic deformations) on real structural elements when changing the modes of cyclic loading. According to the results of the study, curves of cyclic deformation (ratcheting) of the pipe in the circular and axial direction on the basis 100 cycles were obtained., Виконано експериментальне дослідження деформування прямолінійного сегменту трубопроводу Ду 200 із сталі 20 за циклічного навантаження внутрішнім тиском. Випробування проведені на пневмогідравлічному стенді за умов плоского напруженого стану, нормальних температур, асиметрії циклу навантаження зреєстрацією колових та осьових пружно пластичних деформацій. Метою роботи було відпрацювання експериментальної методики для дослідження ефекту ратчетингу (одностороннього накопичення пластичних деформацій) на реальних конструктивних елементах при зміні режимів циклічного навантаження. За результатами дослідження отримані діаграми циклічного деформування (ратчетингу) труби в кільцевому і осьовому напрямках на базі 100 циклів.

A version of the endochronous theory of plasticity has been developed to describe the kinetics of the deformed state of metallic materials at asymmetric cyclic biaxial disproportionate loading from voltage control. To solve the obtained nonlinear system of differential equations was created numerical procedure and the corresponding computer program is written. The method of concretization is offered parameters of exponential nuclei of hereditary function, endochronous theory of plasticity to describe the effect ratcheting for biaxial loading. It uses the dependence of the hereditary function parameter from the rate of ratcheting on a fixed section of the curves of cyclic deformation, which is determined from experiments or predicted theoretically based on the minimum number of baseline experiments. It is shown that the proposed model allows to describe the kinetics of the deformed with satisfactory accuracy state during ratcheting for arbitrary cyclic load trajectories., Розроблена версія ендохронної теорії пластичності для опису кінетики деформованого стану металевих матеріалів при асиметричному циклічному двовісному непропорційному навантаженні із контролем по напруженням. Для розв'язку отриманої нелінійної системи диференційних рівнянь була створена чисельна процедура та написана відповідна обчислювальна програма. Запропоновано метод конкретизації параметрів експоненційних ядер спадкової функції, ендохронної теорії пластичності для описання ефекту ратчетингу за двовісного навантаження. В ньому використовується залежність параметра спадкової функції від швидкості ратчетингу на усталеній ділянці кривих циклічного деформування, яка визначається із експериментів або прогнозується теоретично на основі мінімальної кількості базових експериментів. Показано, що запропонована модель дозволяє з задовільною точністю описувати кінетику деформованого стану під час ратчетингу для довільних циклічних траєкторій навантаження.