Прогнозирование эффектов тепловой диссипации энергии деформации в термоупругих конструкциях при термомеханической обработке
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.18229904Ключевые слова:
математическое моделирование, термоупругость, эффект связности, тепловая диссипацияЛицензия
Аннотация
Рассмотрен подход к оценке эффектов связности теплового и механического полей термоупругих конструкций в процессах их термомеханической обработки. Для оценки эффекта связности предложена системная модель, включающая термоупругий объект, режимы его обработки и условия окружающей среды. Приведена расчётная схема и реализован вычислительный эксперимент на примере процесса холодного формования стали. Получены поля деформаций, напряжений и температур, проанализированы результаты моделирования и соответствие данным натурного эксперимента. Показана необходимость учета локального изменения температуры в зоне контакта с листовой заготовкой при анализе термонапряженного состояния металла, а также исследовании динамики условий, приводящих к разрушению материала. Предлагаемый подход может быть использован в процессах механической, тепловой обработки или холодной деформации термоупругих объектов.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Одинг, И. А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов / И.А . Одинг. – М: Металлургиздат, Машгиз, 1962. – 260 с.
2. Гаврюсев, В. И. Размерная стабильность материалов и элементов конструкций / В. И. Гаврюсев. – Л.: ЦНИИ «РУМБ», 1990. – 113 с.
3. Умов, Н. А. Избранные сочинения. Теория термомеханических явлений в твёрдых упругих телах / Н. А. Умов. – М.: Л.: Гостехиздат, 1974. –575 с.
4. Валишин, А. А. Моделирование эффектов связанности в задаче об импульсном нагружении термоупругих сред / А.А. Валишин, Э. М. Карташов // Математическое моделирование и численные методы. –2019. – №3. – С. 3-18.
5. Prevost, J. H. Finite element analysis of dynamic coupled thermoelasticity problems with relaxation times / J. H. Prevost, D. Tao // J. Appl. Mech. – 1983. – V. 50. – №4a. – P. 73-80.
6. Расчетные системы и Научное программное обеспечение [Электронный ресурс]. – URL: https://store.softline.ru/sapr/science-software/ (Дата обращения 31.03.2025).
7. Новацкий, В. Теория упругости / В. Новацкий. – М: Мир, 1975. – 872 с.
8. Коваленко, А. Д. Введение в термоупругость / А. Д. Коваленко. – Киев: Наукова Думка, 1965. – 204 с.
9. Смирнов, М. А. Высокотемпературная термомеханическая обработка и хрупкость сталей и сплавов / М. А. Смирнов, С. Н. Петрова, Л. В. Смирнов. – М.: Наука, 1991. – 167 с.
10. Дзугутов, М. Я Пластическая деформация высоколегированных сталей и сплавов / М. Я. Дзугутов. – изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1977. – 480 с.
11. Yunus, A. C. Heat and mass transfer: fundamentals & applications / A. C. Yunus, J. G. Afshin. – fifth edition. – NY.: McGraw-Hill Education, 2015. – 972 p.
12. Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебное для вузов / А. Г. Касаткин. – 10-е изд. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. – 753 с.
13. Ландау, Л. Д. Теоретическая физика. Т. VII. Теория упругости: учебное пособие / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. – М.: Наука, 1987. – 248 с.
14. Holzapfel, G. A. Nonlinear Solid Mechanics: A Continuum Approach for Engineering / G. A. Holzapfel. –John Wiley & Sons, 2000. – 470 p.
15. Armenakas, A. E. Advanced Mechanics of Materials and Applied Elasticity / A. E. Armenàkas. – Boca Raton, 2006. – 992р.
16. Sowa, M. Comparison Of Time-Stepping Methods For Transient Magnetic Field Computations In Comsol Multiphysics / M. Sowa, D. Typanska // Electrical Engineering. – 2014. –№ 77. – P. 141-147.
17. Chung, G. H. A time integration algorithm for structural dynamics with improved numerical dissipation: the generalized- method / G. H. Chung // J. Appl. Mech. – 1993. – №60. – P. 371-375.
18. Kanwal, R. P. Generalized Functions: Theory and Technique / R. P. Kanwal. – 3nd ed. – Boston: Birkhauser, 2004. – 456 p.
19. Журавлев, В. Н. Машиностроительные стали. Справочник. 4-е изд., перераб. и доп. / В. Н. Журавлев, О. И. Николаева. – М.: Машиностроение, 1992. – 480 с.
REFERENCES LIST
1. Oding, I. A. Dopuskaemye napriazheniia v mashinostroenii i tsiklicheskaia prochnost metallov / I.A . Oding. – M: Metallurgizdat, Mashgiz, 1962. – 260 s.
2. Gavriusev, V. I. Razmernaia stabilnost materialov i elementov konstruktsii / V. I. Gavriusev. – L.: TsNII «RUMB», 1990. – 113 s.
3. Umov, N. A. Izbrannye sochineniia. Teoriia termomekhanicheskikh iavlenii v tverdykh uprugikh telakh / N. A. Umov. – M.: L.: Gostekhizdat, 1974. –575 s.
4. Valishin, A. A. Modelirovanie effektov sviazannosti v zadache ob impulsnom nagruzhenii termouprugikh sred / A.A. Valishin, E. M. Kartashov // Matematicheskoe modelirovanie i chislennye metody. –2019. – №3. – S. 3-18.
5. Prevost, J. H. Finite element analysis of dynamic coupled thermoelasticity problems with relaxation times / J. H. Prevost, D. Tao // J. Appl. Mech. – 1983. – V. 50. – №4a. – P. 73-80.
6. Raschetnye sistemy i Nauchnoe programmnoe obespechenie [Elektronnyi resurs]. – URL: https://store.softline.ru/sapr/science-software/ (Data obrashcheniia 31.03.2025).
7. Novatskii, V. Teoriia uprugosti / V. Novatskii. – M: Mir, 1975. – 872 s.
8. Kovalenko, A. D. Vvedenie v termouprugost / A. D. Kovalenko. – Kiev: Naukova Dumka, 1965. – 204 s.
9. Smirnov, M. A. Vysokotemperaturnaia termomekhanicheskaia obrabotka i khrupkost stalei i splavov / M. A. Smirnov, S. N. Petrova, L. V. Smirnov. – M.: Nauka, 1991. – 167 s.
10. Dzugutov, M. Ia Plasticheskaia deformatsiia vysokolegirovannykh stalei i splavov / M. Ia. Dzugutov. – izd. 2-e, pererab. i dop. – M.: Metallurgiia, 1977. – 480 s.
11. Yunus, A. C. Heat and mass transfer: fundamentals & applications / A. C. Yunus, J. G. Afshin. – fifth edition. – NY.: McGraw-Hill Education, 2015. – 972 p.
12. Kasatkin, A. G. Osnovnye protsessy i apparaty khimicheskoi tekhnologii: uchebnoe dlia vuzov / A. G. Kasatkin. – 10-e izd. – M.: OOO TID «Alians», 2004. – 753 s.
13. Landau, L. D. Teoreticheskaia fizika. T. VII. Teoriia uprugosti: uchebnoe posobie / L. D. Landau, E. M. Lifshits. – M.: Nauka, 1987. – 248 s.
14. Holzapfel, G. A. Nonlinear Solid Mechanics: A Continuum Approach for Engineering / G. A. Holzapfel. –John Wiley & Sons, 2000. – 470 p.
15. Armenakas, A. E. Advanced Mechanics of Materials and Applied Elasticity / A. E. Armenàkas. – Boca Raton, 2006. – 992r.
16. Sowa, M. Comparison Of Time-Stepping Methods For Transient Magnetic Field Computations In Comsol Multiphysics / M. Sowa, D. Typanska // Electrical Engineering. – 2014. –№ 77. – P. 141-147.
17. Chung, G. H. A time integration algorithm for structural dynamics with improved numerical dissipation: the generalized- method / G. H. Chung // J. Appl. Mech. – 1993. – №60. – P. 371-375.
18. Kanwal, R. P. Generalized Functions: Theory and Technique / R. P. Kanwal. – 3nd ed. – Boston: Birkhauser, 2004. – 456 p.
19. Zhuravlev, V. N. Mashinostroitelnye stali. Spravochnik. 4-e izd., pererab. i dop. / V. N. Zhuravlev, O. I. Nikolaeva. – M.: Mashinostroenie, 1992. – 480 s.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
