Heat production due to creep strains and wall viscoplastic flow in the plug material in a round pipe under the action of variable pressure difference

L. V. Kovtanyuk; Ковтанюк Л. В.; G. L. Panchenko; Панченко Г. Л.; E. O. Popova; Попова Е. О.

doi:10.31857/S1026351924050054

Производство тепла за счет деформаций ползучести и пристеночного вязкопластического течения в материале пробки в круглой трубе под действием переменного перепада давления

Авторы: Ковтанюк Л.В.¹^,2, Панченко Г.Л.¹^,2, Попова Е.О.¹
Учреждения:
1. Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН
2. Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Выпуск: № 5 (2024)
Страницы: 60–77
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/1026-3519/article/view/277078
DOI: https://doi.org/10.31857/S1026351924050054
EDN: https://elibrary.ru/UAZOLA
ID: 277078

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Получено решение связанной краевой задачи о неизотермическом деформировании материала, образующего пробку конечной длины в недеформируемой круглой трубе. В условиях жесткого сцепления с поверхностью трубы материал деформируется под действием переменного перепада давления, заданного на торцевых поверхностях пробки. Необратимое деформирование связано и с ползучестью, и с вязкопластическим течением материала и вызывает его разогрев. Дополнительно учитываются зависимости предела текучести, коэффициента вязкости и параметров ползучести материала от температуры. С использованием модели больших деформаций изучаются процессы ползучести и вязкопластического течения при возрастающем и постоянном перепаде давления, торможение течения и разгрузка среды при убывающем давлении, а также остывание материала после полного снятия механической нагрузки.

Ключевые слова

большие деформации, ползучесть, вязкопластическое течение, деформационное теплопроизводство, теплопроводность, связанное термодеформирование

Полный текст

Список литературы

Lee E.H. Elastic-plastic deformation at finite strains // ASME. J. Appl. Mech. 1969. V. 36. № 1. P. 1–6. https://doi.org/10.1115/1.3564580
Левитас В.И. Большие упругопластические деформации материалов при высоком давлении. Киев.: Наук. думка, 1987. 232 с.
Xia Z., Ellyin F. A finite elastoplastic constitutive formulation with new co-rotational stress-rate and strain-hardening rule // ASME. J. Appl. Mech. 1995. V. 62. № 3. P. 733–739. https://doi.org/10.1115/1.2897008
Мясников В.П. Уравнения движения упругопластических материалов при больших деформациях // Вестн. ДВО РАН. 1996. № 4. С. 8–13.
Shutov A.V., Ihlemann J. Analysis of some basic approaches to finite strain elasto-plasticity in view of reference change // Int. J. Plast. 2014. V. 63. P. 183–197. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2014.07.004
Быковцев Г.А., Шитиков А.В. Конечные деформации упругопластических сред // Докл. АН СССР. 1990. Т. 311. № 1. С. 59–62.
Буренин А.А., Быковцев Г.И., Ковтанюк Л.В. Об одной простой модели для упругопластической среды при конечных деформациях // ДАН. 1996. Т. 347. № 2. С. 199–201.
Буренин А.А., Ковтанюк Л.В. Большие необратимые деформации и упругое последействие. Владивосток: Дальнаука, 2013. 312 с.
Ковтанюк Л.В. Моделирование больших упругопластических деформаций в неизотермическом случае // Дальневост. матем. журн. 2004. Т. 5. № 1. С. 110–120.
Ковтанюк Л.В., Шитиков А.В. О теории больших упругопластических деформаций при учете температурных и реологических эффектов // Вестник ДВО РАН. 2006. № 4. С. 87–93.
Бегун А.С., Буренин А.А., Ковтанюк Л.В. Большие необратимые деформации в условиях изменяющихся механизмов их производства и проблема задания пластических потенциалов // ДАН. 2016. Т. 470. № 3. С. 275–278. https://doi.org/10.7868/S0869565216270086
Бегун А.С., Ковтанюк Л.В., Лемза А.О. Смена механизмов накопления необратимых деформаций материалов на примере их вискозиметрического деформирования // Изв. РАН. МТТ. 2018. № 1. С. 103–112.
Буренин А.А., Панченко Г.Л., Ковтанюк Л.В., Галимзянова К.Н. О согласовании механизмов роста необратимых деформаций полого шара при всестороннем сжатии // ДАН. 2018. Т. 482. № 4. С. 403–406. https://doi.org/10.31857/S086956520003046-3
Ковтанюк Л.В., Панченко Г.Л. Всестороннее гидростатическое сжатие цилиндрического слоя в условиях ползучести и пластического течения // Вестн. ЧГПУ им. И.Я. Яковлева. Сер. Механика предельного состояния. 2019. № 3 (41). С. 76–84. https://doi.org/10.26293/chgpu.2019.41.3.005
Begun A.S., Burenin A.A., Kovtanyuk L.V., Lemza A.O. On the mechanisms of production of large irreversible strains in materials with elastic, viscous and plastic properties // Arch. Appl. Mech. 2020. V. 90. P. 829–845. https://doi.org/10.1007/s00419-019-01641-x
Буренин А.А., Ковтанюк Л.В., Панченко Г.Л. Неизотермическое движение упруговязкопластической среды в трубе в условиях изменяющегося перепада давления // ДАН. 2015. Т. 464. № 3. С. 284–287. https://doi.org/10.7868/S0869565215270080
Буренин А.А., Ковтанюк Л.В., Панченко Г.Л. Развитие и торможение вязкопластического течения в слое в условиях его нагрева за счет трения о шероховатую плоскость // ПМТФ. 2015. Т. 56. № 4. С. 101–111. https://doi.org/10.15372/PMTF20150410
Буренин А.А., Ковтанюк Л.В., Панченко Г.Л. Движение упруговязкопластической среды в круглой трубе при ее нагреве за счет пристеночного трения // ПММ. 2016. Т. 80, № 2. С. 265–275.
Буренин А.А., Ковтанюк Л.В., Панченко Г.Л. Деформирование и разогрев упруговязкопластического цилиндрического слоя при его движении за счет изменяющегося перепада давления // Изв. РАН. МТТ. 2018. № 1. С. 6–18.
Лурье А.И. Нелинейная теория упругости. М.: Наука, 1980. 512 с.
Norton F.H. The creep steel of high temperature. Y.: Mc Graw Hill, 1929. 110 p.
Ишлинский А.Ю., Ивлев Д.Д. Математическая теория пластичности. М.: Физматлит, 2001. 704 с.
Быковцев Г.И., Ивлев Д.Д. Теория пластичности. Владивосток: Дальнаука, 1998. 528 с.
Iost A. The correlation between the power-law coefficients in creep: the temperature dependence // J. Mater. Sci. 1998. V. 33. P. 3201–3206. https://doi.org/10.1023/A:1004368511595
Pla F., Mancho A.M., Herrero H. Bifurcation phenomena in a convection problem with temperature dependent viscosity at low aspect ratio // Phys. D. 2009. V. 238. № 5. P. 572–580. https://doi.org/10.1016/j.physd.2008.12.015