Моделирование кратковременной ползучести волокнистых материалов при учете пластического деформирования компонентов композиции

Разработана численно-аналитическая модель структурной механики многонаправленно армированных металлокомпозитов, работающих в условиях кратковременной ползучести. Материалы компонентов металлокомпозиции однородны и изотропны; учитываются их термочувствительность и термоупругопластическое деформирование. Пластическое поведение фаз композиции описывается соотношениями теории течения с изотропным упрочнением. В качестве параметра поврежденности компонентов металлокомпозиции используется их относительная механическая деформация, накопленная в процессе нагружения, – деформационный критерий разрушения при кратковременной ползучести металлов. Для построения указанной математической модели в силу существенной ее физической нелинейности применен алгоритм переменных шагов по времени. Линеаризация определяющих уравнений для компонентов и металлокомпозиции в целом на каждом шаге по времени осуществляется с применением метода, аналогичного методу секущего модуля. На примере безмоментных цилиндрических оболочек продемонстрировано: в силу существенно физической нелинейности моделируемой задачи варьирование структуры армирования в металлокомпозитных конструкциях, работающих в условиях кратковременной ползучести, оказывает существенно большее влияние на их механический отклик, чем при работе в условиях термоупругого деформирования. С повышением температуры эксплуатации металлокомпозитного изделия это влияние резко возрастает. При некоторых, в частности рациональных, структурах армирования материалы металлокомпозиции изделия могут деформироваться, проявляя признаки, присущие ограниченной ползучести. При таких структурах армирования конструкция может эффективно работать и в условиях длительного нагружения, а не только при кратковременной ползучести.