3.3. Явный метод расчета ползучести

Модели ползучести, реализуемые в ANSYS с использованием явного метода, задаются константами С₆, С₁₂ и С₆₆ (таблица 1). Расчет первой стадии ползучести (неустановившаяся ползучесть) определяется константой C₆. Если константа С₁≤0 или температура по шкале Кельвина T≤0, то первая стадия ползучести исключается из расчета. Вторая стадия (установившаяся ползучесть) определяется константой С₁₂, которая может быть равна нулю или единице. Если С₇≤0 или T≤0, то из расчета исключается вторая стадия ползучести. Ползучесть, вызванная радиационным излучением, определяется константой С₆₆. Единственная доступная в пакете ANSYS модель радиационной ползучести выбирается путем задания С₆₆ = 5. Она может использоваться в сочетании с C₆ от 0 до 11. Если С₅₅≤0 или С₆₁≤0 или T≤0, то радиационная ползучесть не рассчитывается.

Таблица 3.1.1

Модель ползучести	Стадия	C6 , C12, C66
Деформационное упрочнение	1	С6 = 0
Временное упрочнение	1	С6 = 1
Обобщенное экспоненциальное упрочнение	1	С6 = 2
Нержавеющая сталь (Annealed 304 Stainless Steel)	1, 2	С6 = 9
Нержавеющая сталь (Annealed 316 Stainless Steel)	1, 2	С6 = 10
Нержавеющая сталь (Annealed 2.25Cr /1Mo Steel)	1, 2	С6 = 11
Степенной закон ползучести	1	С6 = 12
Закон Стерлинга	1, 2	С6 = 13
Нержавеющая сталь (Annealed 316 Stainless Steel)	1, 2	С6 = 14
Полиномиальная модель	1, 2	С6 = 15
Экспоненциальный закон	2	С12 = 0
Закон Нортона	2	С12 = 1
Радиационная ползучесть (20% Cold Worked 316 SS)	1, 2	С66 = 5
Закон, заданный пользователем		С6 = 100

Рассмотрим модели, приведенные в таблице 1, более детально:

• Модель деформационного упрочнения

описывает первую стадию ползучести (неустановившаяся ползучесть) и реализуется при C₆ = 0. Здесь – это эквивалентное напряжение по критерию Мизеса, а – соответствующая эквивалентная деформация

,

.

Константа в последнем выражении равна:

а) коэффициенту Пуассона μ при расчете упругой и тепловой составляющей деформации;

б) 0,5 для неупругой деформации и деформации ползучести;

в) 0 для одномерных конечных элементов.

• Модель временного упрочнения

описывает первую стадию ползучести и реализуется при C₆ = 1.

• Обобщенная модель экспоненциального упрочнения

,

описывает первую стадию ползучести и реализуется при C₆ = 2.

• Законы ползучести для сталей

описывает первую и вторую стадию ползучести и реализуется при C₆ = 9, 10, 11, 14 ,15. Описание опций для задания деформаций ползучести имеется в главе Elements manual 2.5.

• Степенной закон ползучести

описывает первую стадию ползучести и реализуется при C₆ = 12. Описание опций для задания функций M, N, K имеется в главе Elements manual 2.5.

• Закон Стерлинга

, , , ,

где – это накопленная деформация ползучести, описывает первую и вторую стадию ползучести и реализуется при C₆ = 13, C₁ = 0, C₇ = 0.

• Экспоненциальный закон

описывает вторую стадию ползучести и реализуется при C₁₂ = 0.

• Закон Нортона

описывает вторую стадию ползучести и реализуется при C₁₂ = 1.

Типы элементов, которые поддерживают неявный метод расчета ползучести: PLANE42, SOLID45, PLANE82, SOLID92, SOLID95 и др. Модели пластичности, которые допускается сочетать с моделями ползучести в неявном методе: BISO, MISO, BKIN, KINH/MKIN и др.