Ползучесть и длительная прочность элементов конструкций в условиях нестационарного сложного напряжённого состояния с учетом факторов агрессивной среды и поверхностного пластического упрочнения

Предлагаемый проект направлен на решение научной проблемы обеспечения безопасной эксплуатации ответственных материалов и элементов конструкций, находящихся при воздействии высоких температур, нестационарных во времени условиях нагружения, влияния агрессивных сред с учетом фактора поверхностного пластического деформирования. Степень важности безопасной эксплуатации ответственных конструкций, применяемых в различных отраслях промышленности и в транспорте, в том числе используемых в нефтехимическом машиностроении и атомной энергетике, не подлежит сомнению, а нарушения в этих областях могут приводить к техногенным авариям и как следствие к возможным экологическим катастрофам. Глобальная задача проекта – обеспечение техногенной безопасности. Как правило, эксплуатация элементов конструкций ответственного назначения при повышенных температурах приводит к необходимости учета реологических процессов в материалах конструкций, в частности, учета процессов ползучести, сопровождающихся накоплением повреждений. Эти процессы влияют на их длительную работоспособность. Задача моделирования и прогнозирования процесса постепенного разрушения материалов и элементов конструкций в процессе длительного высокотемпературного нагружения представляет собой конкретную актуальную научную проблему, на решение которой направлен данный проект. Развивая научное наследие выдающегося советского ученого академика Ю.Н. Работнова, который впервые в мире в середине 20-го века разработал кинетическую теорию ползучести и длительной прочности, коллективом участников проекта предлагаются новые идеи и новые подходы к моделированию указанных явлений. А именно, в проекте развиваются определяющие и кинетические соотношения для моделирования стационарного и нестационарного сложного напряженного состояния, в том числе с учетом влияния агрессивной среды на материалы и элементы конструкций. Новизной исследования является введение в указанные соотношения векторного параметра накопления повреждений и использование дробно-степенных моделей ползучести и длительной прочности, имеющих в своем составе физически и механически обоснованное предельное напряжение. Такой подход позволяет произвести моделирование напряженно-деформированного состояния и определить время до разрушения типовых элементов конструкций, находящихся в указанных условиях эксплуатации. Дополнительный учет влияния агрессивной среды на длительные деформационно-прочностные характеристики материалов и элементов конструкций будет учитываться введение в модель функций от концентрации элементов среды в материале. Для идентификации материальных констант и функций будут проведены не имеющие аналогов эксперименты на стационарное и нестационарное сложное напряженное состояние в процессе ползучести образцов тонкостенных трубок из титанового сплава ВТ6 с предварительно внедренным в них водородом.