Лінійні та нелінійні моделі в теорії підсумовування пошкоджень
Анотація
Михалевич В. М., Добранюк Ю. В., Тютюнник О. І., Колісник М. А.
Лінійні та нелінійні моделі в теорії підсумовування пошкоджень
У статті, на тлі стислого та фрагментарного огляду розвитку теорії деформовності у працях вітчизняних науковців, розглянуто поняття лінійного та нелінійного принципів підсумовування пошкоджень у їх зв’язку з відповідними скалярними й тензорними моделями. Досліджено критеріальні співвідношення, що випливають із цих моделей, для опису граничних пластичних деформацій у процесах стаціонарного та нестаціонарного деформування.
На прикладі двостадійного процесу, що на кожній стадії є стаціонарним процесом, тобто характеризується незмінним значенням показника напруженого стану, продемонстровано закономірності зміни граничних деформацій у відносних координатах, що відображують залежність залишкового від використаного ресурсу пластичності. Обгрунтовано переваги представлення критеріальних співвідношень у вказаних координатах, що полягають в універсальності порівнянь та кращому відображенні змін, тенденцій і зручному врахуванні масштабів даних. Продемонстровано принципову якісну та кількісну відмінність критеріальних співвідношень, що випливають з моделей, які базуються на лінійному та нелінійному принципах підсумовування пошкоджень, стосовно двостадійного процесу деформування. Виявлено, зокрема, що при використаному ресурсі пластичності 0,5 на першій стадії, розрахункова прогнозна величина залишкового ресурсу за нелінійним критеріальним співвідношенням дорівнює 0,84 для процесу «розтяг-кручення» та 0,06 для «кручення-розтяг», тоді як за лінійним критерієм залишковий ресурс дорівнює 0,5 в обох випадках.
Під час аналізу моделі В. А. Огороднікова висвітлено її переваги та недоліки, яким в літературі було приділено недостатньо уваги. Показано для яких класів нестаціонарного деформування вказана модель, що відображує нелінійний принцип підсумовування пошкоджень, стає тотожна найпростішій лінійній моделі. Тим самим уточнено рекомендації по межам застосування різних моделей підсумовування пошкоджень.
Посилання
Grushko O. V., Ogorodnikov V. A., Slobodianiuk Yu. O. Deformation of Low-Carbon Wire in the Process of its Multistage Cold Drawing. Bulletin of the Vinnytsia Polytechnic Institute. 2019. 3, pp. 103-110. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2019-144-3-103-110 (in Ukrainian).
Mikhalevich V. M. Tensor models of damage accumulation. Vinnytsia: "UNIVERSUM – Vinnytsia". 1998. 195 p. (in Ukrainian).
Mykhalevych V. M., Dobraniuk Yu. V., Тiutiunnyk O. I. Damage accumulation models in isotropic materials during cold two-stage: monograph. Vinnytsia: VNTU. 2024. 121 p. ISBN 978-617-8163-11-2. (in Ukrainian).
Sivak R.I., Ogorodnikov V.A., Arkhipova T.F.Non-monotonic plastic deformation in the processes of processing metals by pressure. Vinnytsia: VNAU. 2022. 202 p. ISBN 978-617-7230-46-7. (in Ukrainian).
Matviychuk V., Mikhalevich V., Shtuts A. Аnalysis of stress-strain state (sss) of billet material in the course of setting by resource-saving method of roll stamping. Vibrations in engineering and technology. 2023. 1 (108), pp. 63–72. https://doi.org/10.37128/2306-8744-2023-1-7.
Hooputra H, Gese H, Dell H, Werner H. A comprehensive failure model for crashworthiness simulation of aluminum extrusions. International Journal of Crashworthiness. 2004. 9(5), pp. 449–664. http://dx.doi.org/10.1533/ijcr.2004.0289.
Bai Y., Wierzbicki T. Application of extended Mohr–Coulomb criterion to ductile fracture. Int J Fract. 2010. 161, pp. 1–20. https://doi.org/10.1007/s10704-009-9422-8
Cao T.S. Models for ductile damage and fracture prediction in cold bulk metal forming processes: a review. Int. J. Mater. Form. 2017. 10, pp. 139–171. https://doi.org/10.1007/s12289-015-1262-7
Park S.J., Cerik B.C., Choung J. Comparative study on ductile fracture prediction of high-tensile strength marine structural steels. Ships and Offshore Structures. 2020 15(sup1), pp. 208–219. https://doi.org/10.1080/17445302.2020.1743552
Hrushko O.V., Gutsalyuk O.V., Andreev I.V., Melnychenko V.V., Studenets S.F. Mechanical characteristics of alloys of the W–Ni–Fe system. Physicochemical Mechanics of Materials. 2018. 54, 1, pp. 88–94. (in Ukrainian).
Mikhalevich V.M., Dobranyuk Yu.V. Modeling of the stress-strain and limit states of the surface of cylindrical samples under end compression: monograph. Vinnytsia: VNTU. 2013. 180 p. ISBN 978-966-641-532-8.
(in Ukrainian).
Matviychuk V. A., Kolisnyk M. A., Shtuts A. A. Construction of curved limit deformations of materials. Vibrations in engineering and technology. 2022. № 2 (105), pp. 84-90. https://doi.org/10.37128/2306-8744-2022-2-9. (in Ukrainian).
