Напряжения и деформации в элементах АЭС в упругопластической области

АНИЗОТРОПИЯ (от греч. йгюод — неравный и троло — направление) — различие свойств материала в разных направлениях. Соответственно материалы, св-ва к-рых в разных направлениях неодинаковы, наз. анизотропными. Материалы с аморфной структурой или поликристаллы с равновероятным расположением кристаллитов и структурных элементов обычно изотропны (см. Изотропия), а материалы с закономерным внутренним строением (напр., монокристаллы), как правило, анизотропны. Анизотропны и материалы с т. н. конструктивной А.— железобетон, металлические композиционные материалы. К наиболее важным для практики св-вам, проявляющим А., относятся мех. св-ва (деформируемость и пр.), электропроводность и электрическое сопротивление, магн. св-ва (см. Магнитная анизотропия), теплопроводность, оптические св-ва (см. Оптическая анизотропия). А. мех. свойств материалов может быть начальной (исходной), т. е. существующей до их нагружения, и вторичной (деформационной), т. е. изменившейся или вновь возникшей вследствие деформации. Начальной является, напр., А. упругих св-в многих монокристаллов, вторичной — зависимость предела текучести или сопротивления разрушению от ориентации образца материала относительно направления деформационного упрочнения. В соответствии с осн. стадиями нагружения (упругой, упругопластической, разрушением) различают А. св-в, связанных с упругостью материала А. сопротивления малым пластическим деформациям А. характеристик, обусловленных большой пластической деформацией, и А. характеристик, связанных с разрушением. В первом случае напряженное состояние в пределах упругос и и вне их может сильно изменяться. Во втором и третьем случаях А. проявляется только в упругопластической области, а вне ее материал может вести себя как изотропный. Мо- [c.78]

Глава 7 НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ В ЭЛЕМЕНТАХ АЭС В УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ [c.204]

При упругопластической деформации твердых тел образуются неравновесные структурные дефекты различного типа [36] локализующиеся в пределах микроструктуры (смещенные из положения равновесия атомы, напряженные и деформированные связи, точечные дефекты и т.д.) или дислокации и макроскопические дефекты типа макротрещин и границ раздела между элементами структуры (одномерные и двумерные дефекты). На образование дефектов первого типа требуются значительные затраты энергии, однако при повыщении температуры они сравнительно быстро исчезают. Напротив, менее энергоемкие одно- и двумерные дефекты более устойчивы и играют большую роль в процессах пластического течения. Типично двумерными дефектами являются области несогласованности в местах соприкосновения соседних зерен. Экспериментальные изменения энергии межзеренных границ дают значения 0,1...1 Дж/м в зависимости от состава и ориентировки соседних зерен, которые несколько ниже, чем значения свободной поверхности энергии для неорганических материалов (0,1...3 Дж/м ) [33, 37]. Предельно возможное количество энергии, запасенное твердым телом, в частности при механических деформациях за счет поверхностной энергии и энергии межзеренных границ, находится на уровне теплоты плавления неорганических веществ (10...150 кДж/моль) [33]. [c.141]

В ходе решения с применением конечно-элементного программного комплекса АК8 8 была построена конечно-элементная модель цилиндрической обечайки с использованием 8-узловых 6-гранных конечных элементов 5о11(170 для температурного анализа и зоИс145 для конструкционного анализа. При этом решение для конструкционного анализа проводилось в упругопластической области нафужения с учетом возможности возникновения пластических деформаций металла шва и обечайки. Заданием распределения температуры в зоне сварного стыка на момент окончания сварки, а также заданием конечной температуры обечайки с учетом конвективного теплообмена на поверхностях контакта металл-воздух при заданной температуре окружающей среды, моделировался процесс остывания сварного шва (рис. 1). Далее были получены распределения остаточных напряжений и деформаций в цилиндрических обечайках с продольным стыком, имеющих различные диаметры, толщину стенки и длину. На рис.2 показано распределение эквивалентных напряжений на наружной поверхности обечайки с продольным швом и схема деформирования цилиндрической обечайки после охлаждения сварного соединения. [c.46]

Учитывая, что в нелинейной механике разрушения для области упругопластических деформаций распределения напряжений и деформаций существенно отличаются от упругого случая, по аналогии с (4.28) можно использовать коэффициенты интенсивности напряжений (К ) и деформаций (К/) в упрзтопластической области (или какие-либо другие параметры нелинейной механики разрушения). Тогда для деталей машин и элементов конструкций с исходными трещинами /о можно записать обобщенное уравнение [c.144]

Вместе с тем анализ эксплуатационных повреждений и обоснование прочности высоконагруженных деталей мащин и элементов конструкций при штатных и аварийных ситуациях в хрупких состояниях остается трудно решаемой в теоретическом и экспериментальном плане задачей. Это в значительной степени связано со сложностью анализа напряженного состояния и критериев разрущения в элементах конструкций при возникновении упругопластических деформаций. Трудности, возникающие при исследовании напряжений и деформаций в наиболее нагруженных зонах (места концентрации напряжений и совместного действия напряжений от тепловых и механических нагрузок) в неупругой области, объясняются отсутствием аналитического решения соответствующих краевых задач в теории пластичности и тем более в теории циклической пластичности, за исключением осесимметричного нагру>гсения пластин или дисков (с отверстием). Для других случаев концентрации напряжений используются в основном приближенные способы, основанные на применении соответствующих кинематических гипотез или на методе упругих решений. Развитие средств вычислительной техники и методов конечных разностей и конечных элементов способствует значительному расширению возможностей при исследовании упругопластических напряженных состояний в зонах концентрации. Эти средства используются не только в исследовательских, но и в инженерных целях. Однако решение большого числа уравнений для деталей сложных конструктивных форм в случае статического и особенно циклического нагружения требует значительного машинного времени и соответствующей подготовки исходной информации. Кроме того, получаемые при этом результаты имеют значение, как правило, для рассмотренных конструкций, материала и уровня нагрузок. [c.151]

Для элемента, теряющего устойчивость в пределах упругости, такая тренировка не имеет смысла, так как критическая нагрузка останется прежней (упругопластическая тренировка в задачах устойчивости не тождественна наклепу в задачах прочности). Для элемента, теряющего устойчивость за пределами упругости, тренировка имеет существенное значение. Здесь возможны два случая. Пусть гибкость такова, что собственные критические значения напряжений при работе элемента в разгружающей системе значительно увеличиваются. Тогда при повторном нагружении элемента в конструкции без временных поддерживающих связей первая устойчивая нагрузка бифуркации, а следовательно, новая предельная нагрузка на конструкцию существенно увеличивается. Коэффициент запаса по устойчивости по отношению к этой нагрузке может быть взят такой, что в эксплуатационных условиях в конструкции не возникнут пластические деформации. Рассмотрим второй случай, когда гибкость такова, что критические напряжения в разгружающей системе увеличиваются незначительно. Здесь упругопластическая тренировка имеет самостоятельное значение. При повторном нагружении элемента в конструкции без временных поддерживающих связей стержень потеряет устойчивость при достижении нового предела упругости. Однако область устойчивости и в этом случае значительно расширяется. Упругопластическая тренировка приводит к совпадению касательно-модульной и приведенно-модульной нагрузок — выпучивание по Шенли невозможнЪ (рис. 5.24, б). [c.204]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология