Исследование характеристик сопротивления деформированию и разрушению монокристаллов при сложном напряженном состоянии

Разработана и внедрена в программный конечно-элементный комплекс ANSYS модель, описывающая скорость накопления деформаций при ползучести с учетом накопления повреждений. Произведены численные расчеты плоской пластины, содержащей сквозную трещину, а также трёхмерной модели компактного образца в условиях ползучести с учетом накопления повреждений. На основе полученных полей напряженно-деформированного состояния рассчитаны значения In-интеграла и распределения коэффициента интенсивности напряжений (КИН) при ползучести. Показана возможность применения КИН при ползучести в качестве характеристики сопротивления разрушению чувствительной к уровню накопленных повреждений виду двухосного нагружения и свойствам материала. Предложен метод, позволяющий спрогнозировать значение скорости роста трещины в компактном образце на основе концепции КИН при ползучести. Проведенные экспериментальные исследования позволили установить особенности изменения формы фронта трещины в компактном образце по мере ее роста. На основе полученных экспериментальных данных для расчета зависимости In-интеграла от времени выдержки под нагрузкой был выполнен комплекс конечно-элементных расчетов. На основе совокупности концепций плотности энергии деформации и КИН при ползучести был определен размер зоны процесса разрушения, что в свою очередь позволило спрогнозировать скорость роста трещины. Прогнозы, полученные с помощью данной методики, имеют хорошую корреляцию с экспериментом.