6.1.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИВЫХ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СКОРОСТЯХ

Процесс взрывной запрессовки теплообменных труб в коллектор происходит при больших скоростях деформирования. В связи с этим для корректного численного расчета НДС коллектора задается поверхность текучести при

в зависимости от скорости деформирования. Результаты проведенных исследований по влиянию скорости деформирования на механические свойства сталей при скоростях деформирования и температуре представлены на рис. 6.5.

Рис. 6.5. (см. скан) Диаграммы деформирования сталей при в зависимости от скорости деформирования при динамическом и статическом нагружениях

Одним из способов повышения работоспособности коллектора является время выдержки после развальцовки трубок в коллекторе. Очевидно, что при такой температуре в стали будут происходить процессы ползучести на фоне высоких ОН. В результате в процессе НТО будет происходить вязкопластическое деформирование наиболее нагруженных зон коллектора. Кроме того, в процессе эксплуатации коллектор подвергается сложному термомеханическому нагружению. Учитывая высокий уровень ОН при взаимодействии их с эксплуатационной нагрузкой даже при относительно невысокой температуре ( та можно ожидать проявления эффектов низкотемпературной ползучести. Уточним, что проявление ползучести при небольшой

гомологической температуре в основном происходит при напряжениях выше предела текучести, когда одновременно реализуются процессы атермической (мгновенной) и термоактивированной пластической деформации. Таким образом, совместное вязкопластическое деформирование материала может происходить как при НТО, так и в процессе эксплуатации коллектора. Решение совместной задачи ползучести и пластичности возможно посредством решения задачи пластичности при представлении поверхности текучести как функции двух параметров: где неупругая деформация, включающая как мгновенную пластическую деформацию, так и деформацию ползучести (см. раздел 1.1).

Следуя работе [124], получим зависимость при известных зависимостях пластичности

и неустановившейся и установившейся ползучести, сформулированных соответственно в виде [10]:

Здесь константы материала.

Из уравнения (6.16) получаем

Продифференцировав (6.17), имеем

Решая совместно (6.16) — (6.18) и учитывая, что получим

Учитывая, что дифференциальное уравнение (6.19) можно преобразовать к виду

В случае наличия только установившейся ползучести, описываемой уравнением асапс, уравнение (6.20) упрощается до вида

Задавая различные значения и используя дифференциальные уравнения (6.20), (6.21), можно получить искомую зависимость представляемую для расчета в виде

Результаты численного интегрирования (6.21) в виде для одноосного нагружения представлены на рис. 6.6 и рис. 6.7.

Рис. 6.6. (см. скан) Диаграммы деформирования сталей при и различных скоростях деформирования

При этом для стали использовалось уравнение установившейся ползучести, полученное на основании специально проведенных экспериментов при

НТО проводится при и продолжается в течение Расчет параметров в данном случае проводился на основании данных где деформация ползучести за время

При расчете функции использовали следующие численные значения коэффициентов в зависимостях, описывающих пластичность и ползучесть материала: для стали при ; при

Следует отметить, что искомая функция является решением дифференциального уравнения (6.21) с начальными условиями при в случае а и решением уравнения (6.16а) при

Рис. 6.7. Диаграммы деформирования стали при и различных скоростях деформирования

Поскольку у стали при не выявлено склонности к ползучести, то при расчете используется поверхность текучести не зависящая от скорости деформирования и являющаяся только функцией мгновенной пластической деформации. В данном случае принимались следующие значения коэффициентов, описывающих диаграмму деформирования стали при ; при