проблема со свойствами материалов для нестационарной задачи термоупругопластичности

[Federico 1]

Добрый день, господа инженеры и научные сотрудники!

Для научной работы потребовалось посчитать упругопластические деформации при индукционном нагреве. Хорошо, что к конкретной стали привязки нет, но все равно возникли сложности с поиском всех необходимых механических свойств.

Так как индукционный нагрев под ковку, то конечная температура нагрева достигнет 1200 С. Следовательно и все свойства должны иметь зависимость от температуры примерно до этого значения.

Так вот перерыл все известные мне марочники стали (Варгафтик, Неймарк, Сорокин, Клосков, Зубченко, Шишков), но не нахожу всех необходимых свойств хоть бы для одной стали (желательно для углеродистой или аустенитной).

Под понятием все необходимые свойства понимается: модуль Юнга, коэф. Пуассона, предел текучести, предел прочности, коэф. линейного расширения и тангенс угла наклона изотропного упрочнения. И для всех для них должна быть зависимость до больших температур. Коэф. Пуассона вообще не встречаю с зависимостью от температуры, но вообщем-то его можно и постоянным взять. Модуль Юнга, пределы текучести и прочности встречаются до температур в районе 600 С. А информации о упрочнении, тем более зависящего от температуры вообще не найти.

Дошло до того, что нашел на каком-то левом источнике один график с зависимостями для стали 40Х и этому уже рад. http://www.studfiles.ru/preview/2828076/page:4/ Если уж считать для этой стали, то остался коэф. упрочнения (заданный в любой форме) от температуры, желательно еще придел прочности для высоких температур и для красоты жизни коэф. Пуассона.

Если кто может, помогите. Можно и другую сталь. Уже поднял на уши друзей забугорных, из компаний связанных с индукциооным нагревом, но блин не считают НДС. 

P.S. Объясните мне дурню, с этими свойствами так по жизни фигово? Думал что с кривой B-H для ферромагнетиков траблы, но тут вообще просто ужас.

Всего хорошего.

[AlexKaz 1 821]

"Если чего-то нет - значит так надо." Характеристики материала, как и технологические режимы обработки по идее засекречены фирмачами как ноу-хау. Что-то есть в базе данных DEFORM'a (For demonstration only: Steel with complex phase transformations  Constituents (Phases): Austenite, Pearlit+Banite, Martensite, Ferrite, Low-temp. Martensite, Temper Banite, Temper Ferrite+Cementite, YOUNG, POISON, EXPAND, HEATCP и пр. пр). например зависимости % содержание аустенита и т.д. от температуры, которые можно пересчитать эмпирикой в HRC/HB и пр.

[Federico 1]

Конечно вы правы, фирмачи много секретят. Однако речь шла хотя бы о наших "советских" сталях, а вроде бы упругопластику считали еще при Союзе. Конечно понимаю, что есть нюанс - высокие температуры. Однако, я не думал, что с механическими свойствами все так плохо!!! Ведь были в восьмидесятые книги, типа Гун о расчетах обработки материалов давлением. Значит считали, только в книгах не любили данные по свойствам приводить (чтобы никто не проверил?!).

 

По сути подойдут диаграммы одноосного напряжения для одной стали при различных температурах (желательно хотя бы до 1000 С).

Кто-нибудь знает, у нас в стране были такие справочники?

[Vova 419]

В хелпе Абакуса есть примеры моделей, возможно, что там найдете нужные свойства для Вас.

Вот хелп онлайн

129.97.46.200:2080/v6.13/

Вот пример

129.97.46.200:2080/v6.13/books/exa/default.htm

А тут инпут с материалом

129.97.46.200:2080/v6.13/books/eif/manifold.inp

Смотрите

*material

*plastic

[dbarlam 184]

/1/ Посмотрите MM PDS - это бывший MIL-HNBK-5 Aerospace Materials - есть в свободном доступе

/2/ Прилепил несколько источников , искал по ключам - Properties at elevated temperature

Есть масса материала в инете

Не всегда есть все но можно скомбинировать используя интерполяции/аналогии и т.д.

Попробуйте поискать отчеты NASA / раньше это называлось NACA/ там это было актуально 

MECHANICAL PROPERTIES OF STRUCTURAL STEEL .pdf

Constitutive Model for ASTM A992 Steel at Elevated Temperature.pdf

Carbon-Steel-Handbook.pdf

MECHANICAL PROPERTIES OF STRUCTURAL STEEL at elevated temp.pdf

[Victor_M 30]

/1/ Посмотрите MM PDS - это бывший MIL-HNBK-5 Aerospace Materials - есть в свободном доступе

/2/ Прилепил несколько источников , искал по ключам - Properties at elevated temperature

Есть масса материала в инете

Не всегда есть все но можно скомбинировать используя интерполяции/аналогии и т.д.

Попробуйте поискать отчеты NASA / раньше это называлось NACA/ там это было актуально 

 

спасибо!

я тоже этим вопросом интересуюсь

[FSA-FSA 249]

35ХМА

Изменено 28 ноября 2016 пользователем FSA-FSA

[dbarlam 184]

добавлю - 

Справочник по металлическим материалам турбино- и моторостроения [Текст] / П. Б. Михайлов-Михеев, д-р техн. наук. - Москва ; Ленинград : Машгиз. [Ленингр. отд-ние], 1961. - 838 с

прекрасный справочник

[FSA-FSA 249]

Тоже добавлю...

Расчет конструкций на тепловые воздействия

В. Л. Бажанов, И. И. Гольденблат, Н. А. Николаенко, А. М. Синюков

Машиностроение, 1969. - 599 с. : ил.; 22 см.
Машиностроительные конструкции - Физико-механические свойства при высоких температурах - Расчет

 

 

скрин выше - оттуда
 

[Federico 1]

В хелпе Абакуса есть примеры моделей, возможно, что там найдете нужные свойства для Вас.

 

Спасибо за то, что напомнили мне старый бандитский трюк - искать в примерах коммерческих пакетов.

[Federico 1]

/1/ Посмотрите MM PDS - это бывший MIL-HNBK-5 Aerospace Materials - есть в свободном доступе

/2/ Прилепил несколько источников , искал по ключам - Properties at elevated temperature

Попробуйте поискать отчеты NASA / раньше это называлось NACA/ там это было актуально 

MM PDS последних выпусков не встречал, а в последнем MIL-HDBK-5J были неплохо собраны данные на сталь 301 (считают аналогом 12X18H9), но где-то до 800 градусов Цельсия.

Спасибо за ссылки и за словосочетание для поиска "elevated temperature" , а то как-то искал с другими словами.

[Federico 1]

Тоже добавлю...

 

скрин выше - оттуда

Спасибо за скрин и за реквизиты книги.

[Federico 1]

Сам пока нашел отчет одного индуса. У него была такая же проблема, и он взял, что попалось, а именно сталь 1025 (наша 25). К сожалению в диапазоне 200-870 градусов. Смотреть с 41 страницы.

 http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.620.2055&rep=rep1&type=pdf

Однако, там нет данных для коэффициента линейного расширения и коэффициента упрочнения. Коэф. линейного расширения есть в MIL-HDBK-5, но почему-то в два раза меньше советских данных.

С коэф. упрочнения вообще плохо, если не приводят рисунки диаграмм. Про него забывают и фактически диаграмму в билинейном приближение не восстановить. 

 

Другие данные по этой стали попробовал взять в 

Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин А.М. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов

У этого справочника два издания. Во втором даже выкинуты некоторые таблицы (засомневались в результатах?).

Думаю еще может что поискать у спецов ОМД?!

 

Кроме всего прочего, Гугл дает просматривать почти всю книгу ASM Atlas of Stress-strain Curves

 

Таким образом для углеродистой стали с содержанием углерода 20-30% более менее набирается электромагнитный-тепловой-механический комплект свойств. Правда корявенький.

[dbarlam 184]

 Коэф. линейного расширения есть в MIL-HDBK-5

У них он дан в единицах градус Фаренгейта inch/inch

Надо пересчитать единицы тогда все будет ОК

Вообще источники англоязычные дают до темперетур 800-1000 (по Цельсию) - можно конечно проэкстраполировать

Замечу еще одно - MIL-HDBK-5 дает температуры в Фаренгейтах так что осторожнее - смотрите что на графиках по оси абсцисс

[dbarlam 184]

Добавлю еще это - 

 

ASM Handbook - Properties and Selection Irons Steels and High Performance Alloys

 

это 1-й том из многотомной серии ASM Handbook - Очень рекомендую

Серия богатая и полезная - в частности есть тома по усталости . разрушению

[Federico 1]

 Коэф. линейного расширения есть в MIL-HDBK-5

У них он дан в единицах градус Фаренгейта inch/inch

Надо пересчитать единицы тогда все будет ОК

Вообще источники англоязычные дают до темперетур 800-1000 (по Цельсию) - можно конечно проэкстраполировать

Замечу еще одно - MIL-HDBK-5 дает температуры в Фаренгейтах так что осторожнее - смотрите что на графиках по оси абсцисс

Да, там шикарный график, но коэф. расширения где-то в два раза меньше, чем в наших источниках и ASM Handbook. 

Добавлю еще это - 

 

ASM Handbook - Properties and Selection Irons Steels and High Performance Alloys

 

это 1-й том из многотомной серии ASM Handbook - Очень рекомендую

Серия богатая и полезная - в частности есть тома по усталости . разрушению

Божественная ссылка!!! В открытом доступе нашел только второй том, а этот не смог. Механических свойств я там почти не нашел, а вот электротепловые меня порадовали!!! 

 

А MM PDS последних выпусков прирос данными? К сожалению я нашел тот, который соответствовал последнему MIL-HDBK-5.

Изменено 4 декабря 2016 пользователем Federico

[Federico 1]

Встречается довольно много данных (пределы) без самих диаграмм + удлинение. В таких случаях наверное легче восстанавливать диаграмм по методу Банкина-Дзюба-Хватан

В связи с этим возник глупый вопрос. В наших марочниках стали типа Зубченко, и в зарубежных данных, когда в таблицах приводят предел прочности, то это инженерный или истинный предел?

По виду диаграмма понять можно, а чисто по табличным данным, как-то трудно. Наверное, у нас в стране должно соответствовать ГОСТу на измерения? У самого пока руки туда не дошли.

Если кто знает, помогите спасти время!?!

Нашел справочник, стали отсюда мне мало подходит, но может кому-то самое то

Булыгин И.П., Власова П.Т., Горбодей А.Т. и др. Атлас диаграмм растяжения при высоких температурах, кривых ползучести и длительной прочности сталей и сплавов для двигателей / ОБОРОНГИЗ - М. : 1957. – 174 с

[dbarlam 184]

В наших марочниках стали типа Зубченко, и в зарубежных данных, когда в таблицах приводят предел прочности, то это инженерный или истинный предел

 

насколько помню - давно правда - это инженерное значение

Но можно пересчитать если есть дополнительные данные (удлинение при разрыве)

Посмотрите стандарт SAE J1099 - это для малоцикловой усталости - там богатейший материал для

большого количества материалов

 

MMPDS - 2013 года могу послать линк на персональнальный мейл /файл не маленький/ 

Нашел у себя в закромах J1099

Формулы 6 и 7 для пересчета Engineering strain stress в True

J1099.pdf

[Victor_M 30]

Добавлю еще это - 

 

ASM Handbook - Properties and Selection Irons Steels and High Performance Alloys

 

это 1-й том из многотомной серии ASM Handbook - Очень рекомендую

Серия богатая и полезная - в частности есть тома по усталости . разрушению

 

не могу открыть эту ссылку

если у кого-то есть оба тома - пришлите мне их по эл.почте?

[Federico 1]

В 05.12.2016 в 12:00, dbarlam сказал:

Нашел у себя в закромах J1099

 

Формулы 6 и 7 для пересчета Engineering strain stress в True

J1099.pdf

Спасибо за ссылку! 

Так как в этих формулах, не используется удлинение при разрыве, как я понимаю, они подходят от предела текучести до придела прочности. В J099 в общем-то, об этом сказано.

Так как мне за предел прочности переходить не надо, то эти выражения для пересчета вполне меня устраивают.