Програмний засіб для обробки даних з довготривалої міцності матеріалів з використанням кривих Едвардса

Abstract

Надано опис розробленого програмного засобу для збереження та аналізу даних з високотемпературного деформування та довготривалої міцності металевих матеріалів. Для його реалізації як веб-застосунку обрано веб-фреймворк з відкритим кодом Laravel. Рішення Voyager використовується спільно з ним як графічний інтерфейс для взаємодії з базою даних. Для побудови графіків використовується рішення на мові програмування JavaScript з використанням технології Canvas. Описано основні класи та компоненти. За допомогою діаграм варіантів використання показано можливість застосування програмного засобу в інженерній практиці обробки даних експериментальних високотемпературних досліджень повзучості та руйнування. Запропоновано підхід та алгоритм для апроксимації кривих довготривалої міцності загального вигляду, що включають різні типи руйнування, з застосуванням кривих Едвардса. З їхнім використанням отримано аналітичний нелінійний вираз для функціональної залежності між часом до руйнування та руйнівним напруженням. Обговорюються апроксимації різних типів кривої довготривалої міцності, що відповідають процесам накопичення пошкоджуваності у матеріалі за різними типами фізичних механізмів. Продемонстровано небажану можливість отримання завищеного значення часу до руйнування у випадку малих та середніх значень напружень без використання інформації щодо ділянок міжзеренного руйнування, руйнування завдяки окисленню чи корозії та старіння на кривій довготривалої міцності. Використання розробленого програмного засобу , підходу та способу аналітичного представлення функціональної залежності значень руйнівного напруження від часу в еволюційному рівнянні для параметру пошкоджуваності дозволяє проводити уточнені розрахунки елементів конструкцій, що працюють в умовах високотемпературного навантаження.A description of the developed software for saving and analyzing data on high-temperature deformation and long-term strength of metallic materials is provided. The open source Laravel web framework was chosen to implement in the application. The Voyager solution is used together with it as a graphical interface for interacting with the database. A JavaScript programming language solution using Canvas technology is used to build plots. Basic classes and components are described. With the help of diagrams of use cases, the possibility of using the web application in the engineering practice of data processing of experimental high-temperature creep and fracture studies is shown. An approach and an algorithm for approximating long-term strength curves of general appearance, including different types of failure, using Edwards curves are proposed. With their use, an analytical nonlinear expression for the functional dependence between the time to failure and the failure stress was obtained. Approximations of various types of the long-term strength curve corresponding to the processes of accumulation of damage in the material by various types of physical mechanisms are discussed. The undesirable possibility of obtaining an overestimated value of the time to failure in the case of small and medium stress values without using information on the areas of intergranular failure, failure due to oxidation or corrosion, and overaging on the long-term strength curve is demonstrated. The use of the developed software, approach and method of analytical representation of the functional dependence of the values of failure stress on time in the evolution equation for the damage parameter allows you to carry out refined calculations of structural elements operating under high-temperature load conditions.