ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Деформирование упругопластических тел в радиационном поле из "Механика слоистых вязкоупругопластичных элементов конструкций " Рассмотрим в рамках теории малых упругопластических деформаций процесс неизотермического нагружения из естественного состояния твердого деформируемого тела внешними силами Fj, Ri при граничном перемещении г о. Температура Т(ж, t) отсчитывается от некоторого начального состояния Tq. [c.98] При е е следует f — 1, и зависимость (2.29) переходит в (2.26). [c.99] Приведенные соотношения позволяют различать процессы нагружения и разгрузки. [c.99] К уравнению (2.31) следует добавить граничные условия, которые мы здесь не конкретизируем. [c.99] Таким образом, задача термопластичности с учетом разгрузок и вторичных пластических деформаций поставлена в рамках теории малых упругопластических деформаций. При этом на изменения во времени внешних нагрузок, граничных перемещений и температуры накладываются ограничения, требующие, чтобы соответствующие траектории нагружения не относились к классу существенно сложных. [c.100] Заметим, что здесь рассмотрен общий случай, когда осуществляется взаимодействие внешних нагрузок с нестационарными температурными полями. Представляет также интерес случай свободных тел, в которых переменные нагружения осуществляются исключительно за счет изменения во времени градиентов температурных полей. При этом возникает явление термической усталости, когда элементы конструкций разрушаются после небольшого числа циклов изменения температуры. [c.100] Заметим, что решение краевой задачи для описанного неоднородного упругопластического фиктивного тела значительно упрош ается, если можно усреднить температуру по его объему и выразить функцию нелинейности / через f с помош ью соотношений (2.8), (2.17). В этом случае мы избавляемся от неоднородности и можем воспользоваться выводами предыдущего раздела. [c.101] Как видим, для определения остаточных напряжений и деформаций в рассматриваемом варианте термопластичности имеет место аналог соответствующих теорем Москвитина, приведенных ранее. [c.102] Радиационное облучение твердых тел сопровождается многочисленными эффектами, в результате которых возникает дополнительная объемная деформация Oj, изменяются упругие и особенно пластические характеристики материала. [c.102] Нейтрон, обладающий достаточной кинетической энергией, проходя через кристаллическую решетку, образует на своем пути первичные, вторичные и т. д. атомы отдачи. Выбитые из кристаллической решетки, они оставляют вакантные места и, в конце концов, останавливаются в междоузлиях, что ведет к образованию в решетке парных дефектов Френкеля атом внедрения вакансия . Атом может быть выбит из узла, когда он получит некоторую пороговую энергию Е . Если атом получает энергию, меньшую Ed, то она рассеивается на возбуждение колебаний решетки (нагревание) без образования смещений. Взаимодействие нейтронов с ядрами, кроме упругого рассеяния, может сопровождаться захватом нейтронов и делением ядер. При каждом акте распада выделяется энергия и образуются новые химические элементы. [c.102] Нас интересует механическая сторона этого процесса, то есть возможность отражения в постановках и решениях краевых задач теории малых упругопластических деформаций влияния нейтронного облучения на напряженно-деформированное состояние твердого тела. [c.103] Величина Iq — (fot дает суммарный поток нейтронов на единицу площади поверхности тела. В реакторг1х (ро имеет порядок 10 -10 нейтрон/(м -с), а Iq достигает значений 10 -10 нейтрон/м , причем объемная деформация 9j может быть при этом порядка 0,1. Следовательно, в зависимости от энергии нейтронов и облучаемого материала величина В может быть порядка 10 -10 м /нейтрон. [c.103] Зависимость модуля упругости, пределов текучести, прочности и всей диаграммы растяжения от интегрального потока Iq различных энергий исследована экспериментально после облучения образцов в атомных реакторах. Опыты свидетельствуют, что, как правило, модуль Юнга изменяется слабо (возрастает на 1,5-5 %). Что касается пределов прочности и особенно текучести, то они весьма чувствительны в отношении облучения. [c.103] Рассмотрим процесс комплексного воздействия на деформируемое твердое тело внешних силовых и радиационных нагрузок. Пусть в начальный момент времени на тело, находящееся в естественном состоянии, начинают действовать внешние силы R - при граничном перемещении Uq- и одновременно нейтронный поток величиной Iq = (ft. Предполагается, что под этим комплексным воздействием в теле появляются области пластических деформаций. Изменением модулей упругости за счет нейтронного облучения пренебрегаем. Возникающие в теле напряжения, деформации и перемещения помечаем одним штрихом вверху. [c.104] Здесь / (e ,/,aj ) универсальная функция пластичности, зависящая от интенсивности деформаций величины нейтронного потока I и аппроксимационных параметров a j . [c.104] При достаточно быстром, мгновенном , приложении силовой нагрузки упрочняющее воздействие облучения не успеет сказаться, и возникшие области пластических деформаций будут такими же, как и без воздействия нейтронного потока. Однако если активное прямое нагружение происходит достаточно медленно, то внешние слои тела окажутся со временем упрочненными, и в них области пластического деформирования могут оказаться меньше либо отсутствовать вовсе, по сравнению с необлученным телом. Может возникнуть эффект, когда первые пластические деформации появятся не на внешней упрочненной поверхности, а под ней, где интенсивность деформаций велика, а предел текучести не успел возрасти. [c.105] Следовательно, по своему воздействию на упругопластические тела радиационное облучение противоположно тепловому, которое уменьшает предел текучести материала и ведет к увеличению зон пластического деформирования при одинаковых нагрузках. [c.105] В дальнейшем будем полагать, что изменения во времени внешних нагрузок и граничных перемещений происходит таким образом, что соответствующие траектории нагружения не относятся к классу существенно сложных нагружений, а радиационный рост предела пластичности не превышает роста интенсивности деформаций в облучаемых точках твердого тела. [c.105] Предположим, что краевая задача (2.38)-(2.41) решена. Обозначим соответствующие напряжения, деформации и перемещения, как и раньше, через е , и . Для величин перед началом разгрузки сохраним обозначения и -. [c.106] Напряжения и деформации вычисляются по формулам такого же типа. [c.107] Вернуться к основной статье