Details

В работе производится анализ и моделирование процесса термоусталости плоского корсетного образца из монокристаллического сплава ВЖМ4. Задачи, которые решались в ходе работы: 1. Проведение численного моделирования процесса термоусталости плоского корсетного образца с учётом влияния фазового перехода и без него. 2. Регуляризация задачи циклической упругопластичности путем понижения значения истинного предела текучести (предела пропорциональности). 3. Разработка феноменологического критерия оценки термоусталостной долговечности основанного на температурных режимах эксперимента. В ходе работы был проведён обзор микроструктурных моделей неупругого деформирования монокристаллов и критериев разрушения при малоцикловой усталости. Численное моделирование термоусталости проводилось в конечно-элементном программном пакете PANTOCRATOR. В результате исследования был предложен вариант регуляризации циклической упругопластической задачи в температурных режимах, где петля гистерезиса имеет малую ширину. Проведён анализ аномальной температурной зависимости свойств сплава ВЖМ4 и обосновано их влияние на процесс термоциклирования. Была выявлена эволюционная циклическая зависимость одностороннего накопления пластических деформаций и ширины петли гистерезиса. На основании этих данных предложен вариант феноменологического критерия разрушения, основанного на температурном режиме цикла.

The work analyzes and models the thermal fatigue process of a flat corset specimen made of single-crystal VZhM4 alloy. Problems that were solved during the work: 1. Carrying out numerical simulation of the thermal fatigue process of a flat corset specimen, considering the influence of phase transition and without it. 2. Regularization of the cyclic elastic-plasticity problem by reducing the value of the true yield strength (elastic strength). 3. Developing a phenomenological thermal fatigue criterion based on experimental temperature conditions. The study included a review of microstructural models of single-crystal inelastic deformation and failure criteria under low-cycle fatigue. Numerical modeling of thermal fatigue was carried out using the PANTOCRATOR finite element software. As a result, the study proposed a method for regularization of the cyclic elastic-plasticity problem in temperature conditions where the hysteresis loop is initially absent. The anomalous temperature dependence of the VZhM4 alloy properties was analyzed, and their influence on the thermal cycling process was substantiated. An evolutionary cyclic relationship of the one-sided accumulation of plastic strain and the hysteresis loop width was identified. Based on these data, a phenomenological failure criterion based on the cycling temperature conditions was proposed.