Page 54 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

54

49, 92, 95]. У цьому полягає зв’язок між механічним розрахунком у другому

розділі та дифузійною моделлю у третьому розділі.

Тривимірну модель дискретизують об’ємними скінченними елементами з

локальним згущенням сітки в області півеліптичної тріщини, особливо в її околі

(рис. 2.1в). Така сітка необхідна для коректного відтворення високих градієнтів

гідростатичних напружень, еквівалентної пластичної деформації та тривісності НДС.

Застосування локального згущення також узгоджується з підходами, використаними

у працях [24, 25, 119, 125] для аналізу дефектних трубопровідних елементів.

2.1.2 Розрахунок гідростатичних напружень і пластичних

деформацій

У межах зв’язаної задачі механіки та дифузії водню скінченно-елементний

розрахунок використовують для визначення параметрів напружено-

деформованого стану, які безпосередньо впливають на локальний розподіл

водню в околі дефекту. До таких параметрів належать поле гідростатичного

напруження σh (x), поле еквівалентного напруження σeq (x), параметр тривісності

напруженого стану та поле еквівалентної пластичної деформації εpl (x).
Гідростатичне напруження визначає механічну складову хімічного потенціалу

водню, тоді як пластична деформація характеризує локальну еволюцію
мікроструктурних пасток [25, 49, 92, 95].

МСЕ дає змогу врахувати тривимірну геометрію труби й півеліптичної
тріщини, локальну кривину фронту дефекту, реальні граничні умови та пружно-

пластичну поведінку сталі. На відміну від спрощених аналітичних оцінок, така

постановка дає змогу визначити просторові поля параметрів НДС, а не лише

інтегральні характеристики навантаженості. Це є принципово важливим для

подальшого розрахунку просторового розподілу водню, оскільки його локалізація

визначається градієнтом гідростатичних напружень і локальною пластичною

деформацією, а не середнім рівнем напружень у стінці труби [24, 25, 125].