Визуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании




Скачать 21.23 Kb.
НазваниеВизуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании
Дата24.10.2012
Размер21.23 Kb.
ТипЛитература


ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА РАСПРОСТРАНИЕНИЯ ТРЕЩИН В ХРУПКИХ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛАХ ПРИ КОМПЬЮТЕРНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ


Юшин В.Д., Воронин С.В., Гречников Ф.В., Бунова Г.З.

Самара, Россия


При изучении процессов разрушения конструкционных материалов и разработке новых материалов необходимо визуально контролировать процессы деформации и распространения трещин. В предлагаемой работе представлена методика визуализации процесса продвижения трещин в хрупких телах при одноосном растяжении. Для этого использовались плоские конечно-элементные модели образцов хрупкого материала с учетом реальной структуры. На боковых поверхностях модельного образца наносились два концентратора напряжений для задания координат возникновения трещины.

Визуализацию распространения трещины осуществляли по следующему алгоритму. При достижении в отдельном узле сетки эквивалентного напряжения Фон Мизеса равного пределу прочности одной из структурных составляющих, в вершине трещины производилось раздвоение узла. При этом направление распространения трещины определялось следующими величинами: минимальной разницей напряжений в узле вершины трещины и узлах предполагаемых направлений движения трещины и косинусом угла между осью Y и линией возможного перемещения вершины трещины (рис.1).

На основании этих данных рассчитывалась работа, затрачиваемая на перемещение трещины, по предложенному нами эмпирическому уравнению (1):

, (1)

где А – затрачиваемая работа на перемещение трещины, Дж;

σг – напряжение в вершине трещины, Н/м2;

σ
Рис.1. Конечно-элементная модель вершины трещины
i – напряжение в предполагаемом узле последующего раздвоения, Н/м2;

l – расстояние между узлом вершины трещины и предполагаемым узлом последующего раздвоения, м;

t – толщина образца, м;

α – угол между осью Y и направлением предполагаемого движения трещины, градусы.

Если найдено несколько узлов, в которых напряжения превысили предел прочности, то необходимо снизить нагрузку до уровня, при котором количество данных узлов будет минимально. Далее вокруг этих узлов выбираются все узлы, лежащие в диапазоне от 00 до 1800 относительно оси Х, в направлении которых возможно продвижение трещины. Для всех возможных направлений рассчитывается работа, требуемая для продвижения трещины, по предложенной формуле. Затем идет раздвоение узла в направлении, в котором необходимо совершить минимальную работу, при этом напряжения в данном узле больше предела прочности.

В работе приведены результаты визуализации траектории распространения трещины по предложенной методике в изотропном и анизотропном образцах с дефектами различной формы, введенными для создания сложного характера распределения напряжений.


Литература


1. П.О. Пашков. Разрыв металлов. Ленинград:Судпромгиз. 1960, 240 с.

2. В.М. Финкель. Физические основы торможения разрушения.М.:Металлургия. 1977, 357 с.

3. Я.Б. Фридман. Механические свойства металлов. Часть1. М.:Машиностроение. 1974, 472 с.


Похожие:

Визуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании iconКонтрольные вопросы
При математическом моделировании процессов в таких материалах удобно использовать концепцию микронеоднородной среды [6], позволяющую...
Визуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании iconКомп ьютерное моделирование и 3- d визуализация процесса ионного травления радиально-симметричных структур на поверхности аморфных материалов
Целью настоящей работы является компьютерное моделирование процесса распыления и визуализация развития сложных радиально-симметричных...
Визуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании iconДинамическая балансировка загрузки процессоров при моделировании задач горения1
В связи с этим при моделировании реагирующих газовых течений необходимо учитывать взаимное влияние газодинамических и химических...
Визуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании iconПрограмма дисциплины дс. 02 Цветоведение и световой дизайн
Цели дисциплины: ознакомить студентов с основными положениями теории цвета, основными характеристиками процессов синтеза цвета и...
Визуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании iconПроектирование процесса пластической деформации при изготовлении трансверсально-изотропных композиционных электропроводников с заданным уровнем дефектности
При проектировании технологических процессов обработки металлов давлением необходимо обеспечить деформирование металла без образования...
Визуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании iconОпределение параметров волновых процессов в анизотропных оболочках вращения при обтекании жидкостью

Визуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании iconТрёхмерная компьютерная графика – пользовательский и алгоритмический подход
Трехмерная компьютерная графика успешно используется в области автоматизированного проектирования, в компьютерном моделировании,...
Визуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании iconЭкспериментальное исследование закономерностей разрушения при быстром распространении и ветвлении трещин

Визуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании iconВопросы методологии исследования влияния сотс на процесс резания
Сотс. Предложено при исследовании влияния сотс на процесс резания учитывать ее влияние во взаимосвязи с другими характеристиками...
Визуализация процесса распространиения трещин в хрупких анизотропных материалах при компьютерном моделировании icon«технология, процессы и оборудование бродильных производств»
Визуализация анализа качества и контроля процесса сбраживания пивного сусла в цкт
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница