5 / 11
А.С. Чернятин, И.А. Разумовский
68
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 5
можность применения индентирования в сочетании с ВК для одновременного
определения нагруженности объекта и предела текучести материала, который
может рассматриваться как показатель деградации его свойств в процессе экс-
плуатации конструкции (например, вследствие облучения).
Рассмотрим задачу о вдавливании сферического индентора в полупро-
странство из упругопластического материала. Полупространство представляет-
ся в виде призматического тела (рис. 3,
а
), на границах которого действует од-
нородное поле напряжений
s
x
,
s
y
, а поведение материала описывается степенным
законом с условным пределом текучести
т
. Шарик диаметром
d
, выполненный
из абсолютно жесткого материала, вдавливается силой
F
, действующей вдоль
оси
z
.
Рис. 3.
Конечно-элементная модель тела (
а
) из упругопластического материала, сплай-
новая гиперповерхность деформационного отклика
e
i
(
б
)
Используется симметричная (плоскости
xOz
и
yOz
) конечно-элементная
модель (КЭМ) с более плотной сеткой в области контакта тела и шарика (см.
рис. 3,
а
). Расчет остаточного состояния, возникающего после вдавливания ин-
дентора с образованием развитых пластических деформаций в полупростран-
стве, может быть выполнен поэтапно:
а
) расчет упругого состояния полупространства от действия
s
x
и
s
y
;
б
) упругопластическое решение контактной задачи о вдавливании инденто-
ра с силой
F
и учетом полученного (см. пункт
а
) состояния;
в
) решение задачи упругой разгрузки при отведении индентора в некон-
тактное состояние и наложение данного состояния на состояние, полученное в
пункте
б
, — формирование конечного состояния;
г
) вычитание полей перемещений, соответствующих исходному состоянию
(см. пункт
а
), из полей, соответствующих пункту
в
, что приводит к получению
изменений, обусловленных остаточными упругопластическими деформациями.