Modeling of deformation processes of elements of complex structures under conditions of low-cycle deformation
Authors: Григорьева А.Л. , Григорьев Я.Ю. , Хромов А.И. , Канашин И.В. 
Published: July 2021

Кораблестроение является одними их ведущих отраслей промышленности Хабаровского края.
Актуальность работы заключается в необходимости иметь возможность аналитической оценки состояния элементов конструкций изготавливаемых на промышленных предприятиях края (ПОА «Амурский судостроительный завод», заранее прогнозировать состояние этих элементов, а также избегать проблем, связанных с эксплуатацией крупных технических систем, таких как речные и морские суда.
При производстве судостроительных изделий в большом количестве используются оболочечные конструкции, которые обеспечиваю неограниченные возможности при формообразовании. Требуется иметь математическую базу, позволяющую моделировать поведение таких элементов конструкций при производстве и эксплуатации под действием нагрузок. Для моделирования указанных выше процессов рассматривается тонкостенная деформируемая оболочка при конечных напряжениях.
В качестве обобщенной математической модели процесса рассматривается задача растяжения жесткопластической полосы. При моделировании рассматривается возможность использования различных конструкционных материалов. На примере решения такой задачи можно проследить процесс трещинообразования и разрушения материала, а также определить оптимальную величину главного значения тензора Альманси E1, зависящего от материала, из которого изготовлен образец.
Промежуточным результатом является система уравнений для определения поля скоростей. В полученной системе учитывается изменение плотности материала в процессе деформирования.
Практическая реализация результатов работы возможна во всех отраслях хозяйственной деятельности: в судостроении, при возведении различных промышленных и гражданских объектов. Проверка полученных результатов осуществляется с помощью численного компьютерного моделирования в программном комплексе MSC.Patran. При получении аналитических соотношений появляется возможность разработки модуля, дополняющего численно-аналитические пакеты, позволяющего существенно сократить вычислительные мощности при решении задач проектирования оболочечных конструкций.
Shipbuilding is one of the leading industries in Khabarovsk Krai. The relevance of the work. The need to be able to analytically assess the state of structural elements manufactured at industrial enterprises of the region (PJSC "Amur shipbuilding plant"), to predict the state of these elements in advance, as well as to avoid problems associated with the operation of large technical systems, such as river and sea vessels.
The production of shipbuilding products is due to the use of shell structures in large quantities. This provides unlimited shaping possibilities. It is required to have a mathematical basis that allows simulating the behavior of such structural elements during production and operation under the influence of loads. To simulate the described processes, a thin-walled deformable shell at finite stresses is considered.
The problem of stretching a rigid-plastic strip is considered as a generalized mathematical model of the process. When modeling, the possibility of using various construction materials is considered. When solving such a problem, it is possible to trace the process of cracking and destruction of the material, and also to determine the optimal value of the main value of the Almansi tensor E1, which depends on the material from which the sample is made.
An intermediate result is a system of equations for determining the velocity field. The resulting system takes into account the change in material density during deformation.
The practical implementation of the results of the work is possible in all sectors of economic activity (shipbuilding, construction of various industrial and civil facilities). Verification of the results obtained is carried out using numerical computer modeling in the MSC.Patran software package. When obtaining analytical relationships, it becomes possible to develop a module that supplements the numerical-analytical packages, which allows to significantly reduce the computing power when solving problems of designing shell structures.