Пискунов С. О. Моделювання термов’язкопружнопластичного деформування, континуального і дискретного руйнування просторових призматичних і кругових тіл складної форми

Метою роботи є створення на основі напіваналітичного методу скінчених елементів (НМСЕ) ефективного чисельного підходу до розв'язання задач континуального руйнування в умовах тривалого термосилового навантаження, лінійних і нелінійних задач механіки дискретного руйнування та задач про моделювання еволюційних процесів руйнування просторових неоднорідних кругових та призматичних тіл складної форми внаслідок розвитку макроскопічних дефектів і тріщин. Об'єктом дослідження є процеси фізично-лінійного і нелінійного деформування, накопичення пошкодженості та руйнування внаслідок розвитку макроскопічних дефектів і тріщин просторових неоднорідних кругових і призматичних тіл під дією тривалого термосилового або циклічного навантаження. Предметом дослідження є величини параметрів напружено-деформованого стану і пошкодженості матеріалу, параметрів механіки руйнування, характерні розміри і конфігурація макроскопічних дефектів і магістральних тріщин в просторових тілах складної форми. Отримані розв'язувальні співвідношення НМСЕ для неоднорідних кругового і призматичного скінчених елементів із змінними геометричними і фізичними параметрами, на основі екстраполяції прирощень переміщень розроблено ефективний алгоритм розв'язання систем нелінійних рівнянь НМСЕ, створено процедуру визначення термов'язкопружнопластичного напружено-деформованого стану з урахуванням накопичення пошкодженості, розроблено новий метод обчислення J-інтеграла Черепанова-Райса в дискретних моделях НМСЕ і алгоритми моделювання еволюційних процесів руйнування при розвитку макроскопічних дефектів в умовах повзучості і розвитку тріщин в просторових тілах. Виконано програмну реалізацію і апробацію на тестових прикладах. Показана висока ефективність запропонованої скінченоелементної бази та точність отримуваних розв'язків задач із моделювання фізично-нелінійного деформування і обчислення параметрів механіки руйнування. Розв'язано задачі із дослідження впливу на величину ресурсу наявності початкових дефектів, температурних деформацій та залежності фізико-механічних властивостей матеріалу від температури для відповідальних елементів конструкцій енергетичного машинобудування - ротора парогазової турбіни, хвостовика і пера лопатки стаціонарної газотурбінної установки, а також практичні задачі про визначення параметрів механіки руйнування і моделювання росту тріщин в просторових об'єктах.