Page 89 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

89

Кількість пасток у матеріалі залежить від рівня пластичного

деформування. Для зони вершини тріщини це припущення є особливо важливим,

оскільки саме там формується максимальна густина дефектів мікроструктури. У

моделі використано залежність (3.39), а еквівалентну пластичну деформацію

визначено як:

pp

ε pl   t 0 2   dt . (3.44)
ij ij
3
З урахуванням залежності концентрації пасткованого водню від пластичної

деформації остаточне рівняння дифузії набуває вигляду [1, 96]:
 C  D C V 
L   D  C L    L L H  σ h  . (3.45)
eff
t   RT 
де ефективний коефіцієнт дифузії визначається співвідношенням:

D
D eff   L . (3.46)
1 C T
 C L

Подана модель узгоджено враховує два різні механізми локалізації водню:
накопичення дифузійно-рухомого водню під дією гідростатичних напружень і

зумовлене пластичною деформацією збільшення кількості пасток. Саме ця

постановка покладена в основу подальшого числового аналізу.

3.7.4 Числова реалізація зв’язаної задачі

Числову реалізацію зв’язаної моделі НДС та дифузії водню виконано

методом скінченних елементів із використанням програмного комплексу ANSYS

2024R2 [29, 90]. Розрахункова модель містила тривимірну геометрію трубопроводу

з внутрішньою півеліптичною тріщиною та локальним згущенням сітки в околі

вершини дефекту. Така дискретизація необхідна для коректного відтворення

високих градієнтів напружень, пластичних деформацій і концентрації водню.

Механічну задачу розв’язували з урахуванням пружно-пластичної

поведінки матеріалу. На внутрішню поверхню труби прикладали рівномірно

розподілений тиск p у діапазоні 7–30 МПа. Для дифузійної задачі на поверхні