Реализация инкрементальных условий текучести в сферическом резервуаре

По заказу ФГБУ «ЦНИИП Минстроя России» по теме 7.41.21 плана фундаментальных научных исследований РААСН и Министерства строительства и ЖКХ РФ выполнена работа  «Разработка методов определения устойчивости стержней с анизотропией, индуцированной видом напряженного состояния», где рассмотрено применение инкрементальных условий пластичности в осесимметричной задаче о сферическом резервуаре, загруженном внутренним и наружным давлением. Неоднородное распределение напряжений приводит к повышенным предельным градиентным напряжениям, которые зависят от размера внутренней полости. Авторы исследования Калашников С.Ю., Гурова Е.В. и др. отмечают, что для резервуаров реальных размеров установлены границы увеличения при различных законах аппроксимации градиентного эффекта стеснения деформаций. Любая теория прочности при расчете конструкций направлена на решение задачи обеспечения параметров безотказной эксплуатации и одновременном снижении материалоемкости. Обеспечение безопасной эксплуатации на всех стадиях жизненного цикла сооружения достигается оценкой допускаемого предельного состояния. Например, для конструкций из пластичных материалов таким состоянием является наступление пластических деформаций в опасном сечении, где достигнуты наибольшие значения напряжений. При этом вычисляемое напряженное состояние конструкции сравнивается с расчетным сопротивлением материала. Установлено, что использование инкрементального условия текучести в задаче со сферической симметрией демонстрирует увеличение области упругой работы материала. При этом, градиентные эффекты определяются не толщиной стенки резервуара, а лишь размером внутренней полости. Использование различных алгебраических функций для аппроксимации зависимости эффекта стеснения деформаций дает не более 5%-й разницы между ними при оценке предельного состояния, и отражает лишь удобство математических преобразований в применении. Оценка концентрации напряжений вокруг сферической полости малого размера приводит к результату о начале локального течения при значительно больших напряжениях, чем при классическом решении.