Описание свойств сталей при моделировании аварийных ситуаций

Abstract

Расчеты деформирования конструкций на стадии предразрушения и разрушения необходимы по двум причинам. Во-первых, они позволяют перейти от формулировок, удобных специалистам в расчетах на прочность (коэффициент запаса по напряжениям или деформациям), к формулировкам, которые могут быть напрямую использованы эксплуатационниками (запас по нагрузке, перемещениям, длительности эксплуатации). Во-вторых, такие расчеты необходимы для выполнения риск-анализа, требующего расчетного предсказания сценария и последствий аварии. Характеристики материала, необходимые для расчета стадии предразрушения и разрушения, зависят от метода этого расчета. и заложенных в него предположений. При использовании МКЭ в геометрически нелинейной постановке таким способом является использование истинной диаграммы деформирования в напряжениях. В работе предложена процедура, которая позволяет восстанавливать истинные диаграммы деформирования только с использованием справочных характеристик материалов. Найденные диаграммы в некоторых случаях заметно отличаются от получаемых с использованием традиционных аппроксимаций (например, Рамберга-Осгуда).

Calculations of structures behavior at the stage of pre-fracture and fracture are necessary for two reasons. First, they allow us to shift from formulations that are convenient for specialists in strength calculations (the safety factor for stresses or deformations), to formulations that can be directly used by operators (load, displacement, operation time). Secondly, such calculations are necessary to carry out a risk analysis that requires a calculated prediction of the scenario and the consequences of the accident. The material characteristics required for the calculation of the pre-fracture and fracture stage depend on the method of this calculation and the assumptions put into it. When FEM is used in a geometrically nonlinear setting, this method uses the true stress-strain diagram. The proposed procedure allows to restore the true stress-strain diagrams by the reference characteristics of the materials only (yield strength, ultimate strength, elongation, necking). The found diagrams in some cases differ markedly from those obtained with the use of traditional approximations (for example, Ramberg-Osgood).