"S-S" кривая для стали 12Х18Н10Т (аналог AISI 321). Есть ли площадка текучести?

[Jesse 992]

В моей арматуре по результатам линейного упругого расчета в некоторых местах допускается превышение допускаемых и текучесть стали. Не буду вдаваться в подробности конструктива, вопрос о другом..
В общем, решил оценить объём материала, в котором будут наблюдаться пластические деформации. Ну так, чтоб хотя бы качественный вывод сделать, на уровне "будет ли пластический шарнир?", оторвёт/сомнёт?" и т.д.
Рабочая сталь - 12Х18Н10Т. Несмотря на можно сказать повсеместную применяемость в пищевой, фармацевтической и энергетической отраслях, найти кривую "напряжения-деформации" оказалось практически невозможно. Начал курить зарубежные аналоги, нашёл нормальную кривую  в этой  свежей статье для AISI 321.

Что странно, в библиотеке материалов SW для этой стали есть S-S кривая, которая выглядит вот так

т.е. как будто ярко выраженная горизонтальная площадка текучести есть (плато). 

Беглый гуглинг не дал ответа есть ли плато. Решил спросить у OpenAI. Говорит что вроде как не должно быть.

 

Я вот думаю может вообще забить на эту горизонтальную площадку текучести и тупо взять вот так?

Ну т.е. заранее предположить, что у меня деформации максимум 5-10 %, и для этого участка рассчитать касательный модуль

 

Edited June 18, 2024 by Jesse

[Jesse 992]

Или мб кто-то пользуется степенным уравнением Рамберга–Осгуда?

Как-то давно попадалась работа, где построили экспериментом s-s кривую, а затем тестили разные модели в том числе вышеназванную чтоб понять какая лучше аппроксимирует.

Т.е.  если вообще нет никакой экспериментальной инфы для стали (кроме предела текучести и модуля юнга), можно на основе этого уравнения чего-нибудь да построить и вбить в прогу .

Кто - нибудь использует подобные штуки?

 

Кто как делает вообще?)
 

22 минуты назад, Jesse сказал:

Я вот думаю может вообще забить на эту горизонтальную площадку текучести и тупо взять вот так?

таким макаром кстати у меня касательные модуль получился ~1200 МПа, что близко к рекомендуемому значению 1% от модуля Юнга.
В SW же если примерно взять по первым и последним точкам, то касательный модуль получается 70 МПа. Т.е. это явно почти горизонтальное плато.

Edited June 18, 2024 by Jesse

[AlexKaz 1,876]

Эти кривые истинные или инженерные? Если инженерные - перевести в истинные. М.б. тогда сразу будет видно, что упрочнение идёт чисто линейно без площадки.

8 часов назад, Jesse сказал:

Рабочая сталь - 12Х18Н10Т.

Для 1050-1100С случаем не попадалась кривая? Или данные мехсвойств?

[AlexKaz 1,876]

10 часов назад, Jesse сказал:

Кто как делает вообще?)

Если пластические деформации малы, то можно выбрать любой вариант.

Если пластика большая - то в софте кривую забивают по точкам, т.е. получается кусочно-линейная кривая. Обычно, это спецсофт типа LS-DYNA, QForm, Deform, Radioss и т.п. для реально больших пластических деформаций. Можно и в ANSYS для точных расчётов.

Билинейное упрочнение используют если есть только две экспериментально найдённые точки начала течения и разрыва (или в софте нет возможности задать кусочно-линейную кривую). При этом допускается разумно поднимать\опускать эти две точки так, чтобы более-менее описать кривую упрочнения, т.е. усреднить угол упрочнения.

Рамберг-Осгуд и т.п. только если в софте этот закон есть, а аппроксимированная кривая достаточно качественно ложится на экспериментальную.

 

Всё же отталкиваться надо от величины деформаций в пластике. Если они незначительно - без разницы какой вариант выбрать.

Edited June 19, 2024 by AlexKaz

[Jesse 992]

5 часов назад, AlexKaz сказал:

Эти кривые истинные или инженерные?

всё истинное..)

 

5 часов назад, AlexKaz сказал:

Для 1050-1100С случаем не попадалась кривая? Или данные мехсвойств?

https://sci-hub.ru/https://doi.org/10.1007/s12613-020-2163-4
Вот гляньте, вроде бы оно

 

3 часа назад, AlexKaz сказал:

Рамберг-Осгуд и т.п. только если в софте этот закон есть, а аппроксимированная кривая достаточно качественно ложится на экспериментальную.

Хорошо. А если у меня какой-то новый хитрый сплав, для которого ещё не существует диаграммы деформирования?
Могу ли я для более точного расчета (относительно глубокая пластика) согласно этому закону построить аппроксимирующую кривую, и полученные точки вбить в прогу для расчета?

@AlexKazА если мне нужно исходить чисто из этих соображений,

15 часов назад, Jesse сказал:

В общем, решил оценить объём материала, в котором будут наблюдаться пластические деформации. Ну так, чтоб хотя бы качественный вывод сделать, на уровне "будет ли пластический шарнир?", оторвёт/сомнёт?" и т.д.

т.е. меня интересует расчет расчет в запас прочности, когда по результатам пластического нелинейного расчета получится максимальный объём "потёкшего" материала, то по логике ведь надо назначать бОльший касательный модуль? В запас)

11 минут назад, Jesse сказал:

https://sci-hub.ru/https://doi.org/10.1007/s12613-020-2163-4

мне эту ссылку кстати OpenAI выдал когда попросил его дать ссылку на true stress-strain curve for AISI 321. Мне не пригодилосб, а вам пригодилось :-)
Вообще, очень хорошая нейронка. Наверное, лучшая. Но ссылки особенно на научную литературу даёт криво) Иногда даже несуществующие публикации выдаёт..))

[AlexKaz 1,876]

Нет, т.к. это пальцем в звёздное небо.

Достаточно узнать напряжения текучести и задать билинейную кривую с нулевым модулем упрочнения.

[Jesse 992]

Вот как пример насколько влияет касательный модуль.
Балочка 10х10х480, сталь E=1.85E+11, v=0.29, сигма текучести = 176 МПа.
Считал ПНС с симметрией, в центре грузил усилием 222Н.

С касательным модулем 1200 МПа напряжения успевают перераспределяться и балочка в основном изгибается, перемещения ~25 мм.

С касательным модулем 10 МПа в центре появляется пластический шарнир, и за этот "пластилин" балочку тянет вниз аж на 63 мм. Т.е. в основном растяжение за пластический шарнир.

[Orchestra2603 263]

Ну, это и понятно. Все так и должно быть. Обычно, если пренебречь упрочнением, то результат получается с ошибкой в безопасную сторону. Типа, оценка сверху. Ясно, что даже если у заделанной по обеим концам балки появятся три пластических шарнира, то в реальности она не превратится в механизм, поскольку из-за этого упрочнения какая-то остаточная несущая способность все равно будет. Просто удобнее и проще считать в запас по идеально упруго-пластической модели, либо брать какую-то упрощенную билинейную модель с каким-то консервативным значением касательного модуля. Этого просто обычно достаточно, чтобы отловить сценарии потери несущей способности с некоторым приемлимым запасом. У нас примерно так считают локальные корпусные конструкции на предельные состояния.

 

Могу предположить, что например когда в Дайне считают краш-тесты, или когда проектируют какие-нибудь штуки которые должны поглощать кинетическую энергию при ударе, возможно, какие-то сложные технологические процессы, где нужно знать величину остаточных напряжений и/или деформаций и т.д... Там, наверное, важно точно определить величину пластических деформаций. Но, наверное, вряд ли в таких случаях считают по такой простой билинейной диаграмме вообще.

 

Edited June 19, 2024 by Orchestra2603

[Orchestra2603 263]

@Jesse: Вот вы накаркали точно :D

Сегодня упала на стол, что называется, задача... Надо смоделировать повреждения корпуса: там приличная пластика + локальные разрывы. Что-то типа экспертизы надо провести. Вот, будем мучаться )))

[Jesse 992]

6 часов назад, Orchestra2603 сказал:

@Jesse: Вот вы накаркали точно :D

Сегодня упала на стол, что называется, задача... Надо смоделировать повреждения корпуса: там приличная пластика + локальные разрывы. Что-то типа экспертизы надо провести. Вот, будем мучаться )))

Удачно помучиться..))

Если есть возможность, скидывайте картинки сюда)

[FSA-FSA 255]

18.06.2024 в 20:31, Jesse сказал:

Или мб кто-то пользуется степенным уравнением Рамберга–Осгуда?

 

Это уравнение используют - например например в самолетостроительной отрасли. Собственно и появилось оно в 50-х годах в публикациях "Авиатрансопортное...." что то  там.. - (оригинала в сети нет). Параметры для материалов приводятся в MMPDS (или ранее в соотв. HDBK) 

 

Графки деформрования для 12Х1810Т. - для условия поставки (М) лента 1,6мм. ВИАМ 2013 год. Направление - вдоль проката.

Edited March 31 by FSA-FSA

[FSA-FSA 255]

PS - Хм... но есть"Ramberg, W., & Osgood, W. R. (1943). Description of stress–strain curves by three parameters. Technical Note No. 902, National Advisory Committee For Aeronautics, Washington DC." 19930081614.pdf