МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ТЕРМОПРУЖНО-ПЛАСТИЧНИХ ПРОЦЕСІВ ПРИ ТЕХНОЛОГІЧНОМУ ЗВАРЮВАННІ

  • В. С. Михайлишин Інститут прикладних проблем механіки і математики імені Я. С. Підстригача НАН України, Львів
Ключові слова: зварювання, пластичне течіння, напружено-деформований стан, термочутливість, зміцнення, метод скінченних елементів, зварна пластина, комплекс програм

Анотація

Запропоновано математичну модель для опису термомеханічних процесів, які відбуваються на протязі технологічного зварювання. Сформульовано відповідну задачу термомеханіки, яка базується на теорії нестаціонарної теплопровідності та теорії пластичного неізотермічного течіння. Розроблені обчислювальні схеми методу скінченних елементів та комплекс програм для прогнозування термомеханічних станів при зварюванні. Як приклад досліджені температурні поля і напруження при зварюванні двох пластин стиковим швом. 

Посилання

Бернштейн М. Л., Займовский В. А. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1979. 496 с.

Будз С. Ф., Дробенко Б. Д., Михайлишин В.С. Компьютерное моделирование термоупругопластического поведения механических систем. Львов: Ин-т прикл. проблем механики и математики АН Украины, 1992. 60 с. (Препринт АН Украины, Ин-т прикл. проблем механики и математики, 34 – 89).

Васидзу К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности. М.: Мир, 1987. 542 с.

Гачкевич О. Р., Михайлишин В. С. Математичне моделювання і дослідження напруженого стану тіл у процесі охолодження при високотемпературному відпалі // Мат. мет. та фіз.-мех. поля. 2004. Т. 47. № 3. С. 186–198.

Гачкевич О., Михайлишин В., Равська-Скотнічна А. Числова методика розв’язування задач термомеханіки тіл у разі охолодження в процесі високотемпературного відпалювання // Вісник Львів. ун-ту. Сер. прикл. матем. та інформ. 2007. Вип. 12. С. 78–92.

Жильцов А. В., Васюк В. В. Способи зниження зварювальних залишкових напружень і деформацій // Енергетика і автоматика. 2016. № 4. С. 168–175.

Коваленко А. Д. Термоупругость. К.: Вища школа, 1975. 216 с.

Лившиц Б. Г., Крапошин В. С., Липецкий Я. Л. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980. 320 с.

Лобанов Л., Позняков В., Півторак В., Міходуй О., Орловський В. Залишкові напруження у зварних з’єднаннях високоміцних сталей // Фіз.-хім. мех. матеріалів. 2009. № 6. С. 13–22.

Махненко В. И. Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. К.: Наук. думка, 2006. 620 с.

Михайлишин В. Ітераційні процедури для задач неізотермічної пружно-пластичності з ізотропно-кінематичним зміцненням // Фіз.-хім. мех. матеріалів. 1999. Т. 35. № 4. С. 102–112.

Те саме: Mykhailyshyn V. S. Iterative Procedures for Problems of Nonisothermal Elastoplasticity with Isotropic Kinematic Hardening // Materials Science. 1999. Vol. 35, Nо 4. P. 561–571.

Морозов Е. М., Никишков Г. П., Черныш Т. А. Неизотермическая модель упругопластического тела с комбинированным законом упрочнения и ее применение для МКЭ-расчета тел с трещинами // Аналитические и численные методы решения краевых задач пластичности и вязкоупругости. Свердловск: Уральск. научн. центр, АН СССР, 1986. С. 87–94.

Недосека А. Я. Основы расчета и диагностики сварных конструкций : учеб. пособ. 3-е изд., перераб. и доп. К.: ИНДПРОМ, 2001. 815 с.

Осадчук В. А., Андрейків О. Є., Банахевич Ю. В., Драгілєв А. В., Кичма А. О. Залишкова міцність та довговічність ділянок нафтогазопроводів з дефектами. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2014. 264 с.

Писаренко Г. С., Можаровский Н. С. Уравнения и краевые задачи теории пластичности и ползучести: Справ. пособие. К.: Наук. думка, 1981. 496 с.

Рихтмайер Р. Принципы современной математической физики. М.: Мир, 1982. 488 с.

Сахаров А. С., Альтенбах И. Метод конечных элементов в механике твердых тел. Киев : Вища школа, 1982. 480 с.

Akbarnejad S. Investigation on static strength of welded joints : Master of Science. Royal Institute of Technology. Stockholm, 2012. 124 p.

Allen D. H., Haisler W. E. A theory for analysis of thermoplastic materials // Comput. & Struct. 1981. Vol. 13. Nо 1. P. 129–135.

Deng D., Ma N., Murakawa H. A Computational Approach on Prediction of Welding Residual Stress with Considering Solid-state Phase Transformations // Trans. JWRI. 2011. Spec. Issue. P. 79–82.

Kovalchuk Ya., Shynhera N., Chornomaz N. Stress-strain state of a bottom chord of a welded roof truss // Scien. J. of the TNTU. 2019. Nо 1(93). P. 41–46.

Nayak G. C., Zienkiewicz O. C. Elasto-plastic stress analysis. A generalization for various constitutive relations including strain softening // Int. J. Numer. Meth. Eng. 1972. Vol. 5. N 1. P. 113–135.

Pidgurskyi I. Analysis of stress intensity factors obtained with the FEM for surface semielliptical cracks in the zones of structural stress concentrators // Scien. J. of the TNTU. 2018. Nо 2(90). P. 92–104.

Pilipenko A. Computer simulation of residual stress and distortion of thick plates in multi-electrode submerged arc welding. Their mitigation techniques : dis. …degree of Doctor Ingenior: Nо-7491. Norwegian University of Science and Technology. Trondheim, 2001. 222 p.

Tsybulnyk S., Khotsevych M., Tovber A. Stress-strain state simulation of welded plate // Visn. Kiev. Politekh. In-te, Ser. Pryladobuduvannya. 2018. Iss. 56 (2). P. 38–44.

Ziegler H. A modification of Prager’s hardening rule // Quart. Appl. Math. 1959. Vol. 17. P. 55–65.

Опубліковано
2020-02-20
Як цитувати
МихайлишинВ. С. (2020). МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ТЕРМОПРУЖНО-ПЛАСТИЧНИХ ПРОЦЕСІВ ПРИ ТЕХНОЛОГІЧНОМУ ЗВАРЮВАННІ. Проблеми обчислювальної механіки і міцності конструкцій, (30), 135-154. https://doi.org/10.15421/4219034