Пластическое течение и ползучесть в полом цилиндре с жестким внешним покрытием под действием внутреннего давления

Abstract

Изучается изотермическое деформирование толстостенной трубы с жестким покрытием боковой поверхности под воздействием изменяющегося внутреннего давления. Рассматриваются четыре стадии нагружения: (1) плавный рост нагрузки, (2) ее фиксация на максимальном значении в течение продолжительного времени, (3) плавное уменьшение нагрузки до нуля и (4) частичная релаксация напряжений. В качестве материала взята сталь 45, разогретая до температуры 725 \textcelsius. Изучается влияние ползучести на процесс пластического течения и на изменение уровня напряжений и деформаций в течение процесса деформирования, а также на их остаточные значения. Для изучения влияния ползучести также рассматривается задача деформирования с нулевыми скоростями ползучести. Рассматриваются два варианта нагружения: при распространении пластичности на часть среды (давление 200 МПа) и при распространении пластического течения на всю среду (давление 320 МПа при отсутствии ползучести). По результатам расчетов получено, что ползучесть оказывает значительное влияние на распределение напряжений и деформаций в материале. Особенно сильно это проявляется на более продолжительных стадиях выдержки и релаксации. Расчеты для двух случаев нагружения давлением в 200 МПа и 320 МПа в конце стадии выдержки приводят к близким значениям напряжений, а после релаксации также сравниваются значения деформаций и перемещения. При сравнении случаев упругопластического деформирования и деформирования с учетом ползучести видим, что ползучесть замедляет распространение пластичности, а также сокращает итоговую область влияния пластического течения. Однако в связи с большими накопленными необратимыми деформациями ползучесть приводит к увеличению влияния повторного пластического течения, которое появляется раньше и затрагивает большую часть деформируемой среды.