Розрахунок довговічності матеріалів при нерегулярному непропорційному навантажуванні

Abstract

Із метою розробки адекватних моделей для розрахунку довговічності аналізуються наведені в літературних джерелах експериментальні дані щодо малоциклової втоми сталі 304 та титанового сплаву ВТ9 під час деформування за складними історіями навантаження, що являють собою у просторі повних деформацій послідовність блоків різних за формою циклів. За базові використовуються чотири моделі накопичування пошкоджень та деформаційний критерій малоциклової втоми. Виконано порівняльний аналіз моделей прогнозування довговічності. Показано, що застосування удосконаленого нелінійного правила накопичування пошкоджень дозволяє покращити результати прогнозування довговічності, причому у більшій мірі для програм, що включають непропорційні цикли.

С целью разработки адекватных моделей для расчета долговечности анализируются приведенные в литературных источниках данные по малоцикловой усталости стали 304 и титанового сплава ВТ9 в процессе деформирования по сложным историям нагружения, которые представляют собой в пространстве полных деформаций последовательность блоков разных по форме циклов. В качестве базовых применяются четыре модели накопления повреждений и деформационный критерий малоцикловой усталости. Проведен сравнительный анализ моделей прогнозирования долговечности. Показано, что применение усовершенствованного нелинейного правила накопления повреждений позволяет улучшить результаты прогнозирования долговечности, причем в большей степени для программ, которые включают непропорциональные циклы.

We analyze the experimental data available in the literature on low-cycle fatigue of 304 steel and VT9 titanium alloy subjected to loads with complex loading histories, which are represented in the space of total deformations by a sequence of loading blocks consisting of cycles of various shapes. As models for the material life prediction, we use four models of damage accumulation, as well as the low-cycle fatigue deformation criterion. A comparative analysis of life prediction models is provided. It is shown that application of the refined nonlinear damage accumulation rule leads to the improvement of the life prediction results, which effect is more pronounced for loading programs containing nonproportional cycles.