Unified Constitutive Equations for Creep and Plasticity

معادلات سازنده به "معادلاتی که پاسخ مادی را تشکیل می دهند" در هر نقطه از یک جسم اشاره می کنند. آنها یکی از اجزای ضروری برای پیش‌بینی تغییر شکل و واکنش شکست اجسام جامد هستند (از جمله اجزای دیگر مانند معادلات تعادل و سازگاری و توصیف‌های ریاضی پیکربندی و تاریخچه بارگذاری). این مواد به طور کلی در برنامه‌های کامپیوتری پیچیده با هم ترکیب می‌شوند، مانند آنالیز اجزای محدود، که هم دانش مربوطه را تدوین می‌کند و هم ابزار مناسبی برای پیش‌بینی تنش‌های اوج، محدوده کرنش پلاستیک، نرخ رشد ترک و سایر مقادیر مورد علاقه فراهم می‌کند. . چنین پیش‌بینی‌هایی عمدتاً به دو دسته تقسیم می‌شوند: تحلیل ساختاری و تحلیل ساخت. در دسته اول، هدف معمول، پیش‌بینی عمر است، برای ارزیابی ایمنی، قابلیت اطمینان، دوام و/یا استراتژی‌های عملیاتی. برخی از سیستم‌های با فناوری پیشرفته که به دلیل رفتار مکانیکی محدود شده‌اند، و بنابراین به ارزیابی‌های دقیق عمر نیاز دارند، شامل موتورهای موشک (موتور اصلی شاتل فضایی یک نمونه بارز است)، لوله‌کشی و مخازن تحت فشار در نیروگاه‌های هسته‌ای و غیرهسته‌ای (به عنوان مثال، لوله‌های مبدل حرارتی در گیرنده‌های مرکزی خورشیدی و لوله‌های اصلاح‌کننده در راکتورهای خنک‌کننده گازی با دمای بالا که برای کاربردهای حرارتی فرآیند استفاده می‌شوند) و نمونه‌ای از پره‌های توربین موتور جت در همه جا. در تجزیه و تحلیل ساختاری، گاهی اوقات فرد به پیش بینی اعوجاج فی نفسه توجه دارد، اما بیشتر اوقات، نگران پیش بینی شکست است. در این موارد، اطلاعات مربوط به تغییر شکل یک نتیجه میانی در مسیر رسیدن به هدف نهایی پیش‌بینی زندگی است.

Constitutive equations refer to 'the equations that constitute the material response' at any point within an object. They are one of the ingredients necessary to predict the deformation and fracture response of solid bodies (among other ingredients such as the equations of equilibrium and compatibility and mathematical descriptions of the configuration and loading history). These ingredients are generally combined together in complicated computer programs, such as finite­ element analyses, which serve to both codify the pertinent knowledge and to provide convenient tools for making predictions of peak stresses, plastic strain ranges, crack growth rates, and other quantities of interest. Such predictions fall largely into two classes: structural analysis and manufacturing analysis. In the first category, the usual purpose is life prediction, for assessment of safety, reliability, durability, and/or operational strategies. Some high-technology systems limited by mechanical behavior, and therefore requiring accurate life assess­ ments, include rocket engines (the space-shuttle main engine being a prominent example), piping and pressure vessels in nuclear and non-nuclear power plants (for example, heat exchanger tubes in solar central receivers and reformer tubes in high-temperature gas-cooled reactors used for process heat applications), and the ubiquitous example of the jet engine turbine blade. In structural analysis, one is sometimes concerned with predicting distortion per se, but more often, one is concerned with predicting fracture; in these cases the informa­ tion about deformation is an intermediate result en route to the final goal of a life prediction.