Дисертаційна робота містить рішення нової актуальної наукової і технічної задачі, що полягає у встановленні механізму активізації геомеханічних процесів у районі відробленого гірського масиву, викликаному затопленням закритих вугільних шахт, з метою прогнозу можливих аварійних ситуацій. Експериментальними дослідженнями встановлено, що при зволоженні гірських порід їхня тріщиностійкість зменшується в 8 разів, причому одночасно збільшуються пластичні властивості масиву. Оцінено гідрогеологічну ситуацію в районі шахт вугільних пластів, що відпрацьовують свити крутих пластів у Центральному районі Донбасу, можливі варіанти її зміни при закритті шахт. У результаті аналізу експериментальних досліджень геомеханічних процесів у лавах крутих пластів і процесу деформування гірського масиву розроблена методика прогнозу розміру осідання земної поверхні над виробленим простором, викликаного активізацією.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблеми структурної оптимізації металокомпозитних матеріалів з метою підвищення їх опору втомному руйнуванню за умов сумісної дії циклічного навантаження та з урахуванням експлуатаційних особливостей (високої температури або корозійного середовища). Проведено експериментальні випробування нових сплавів системи Ti - Si - Al - Zr. Оцінено вплив компонентного складу та структури на характеристики високотемпературної та корозійної циклічної тріщиностійкості даних сплавів у литому, термообробленому та термодеформованому станах. За допомогою мікрорактографічних досліджень встановлено зв'язок між механізмами руйнування та структурними особливостями матеріалів. Досліджено електрохімічну поведінку металокомпозитів і визначено швидкість регенерації пасиваційної плівки на свіжоутвореній поверхні. Встановлено функціональні властивості сплавів системи Ti - Si - Al - Zr за умов дії експлуатаційних середовищ на підставі діаграм конструкційної міцності, що враховують тріщиностійкість на трьох ділянках кінетичної діаграми та міцність на згин. Проведено порівняльне дослідження властивостей сплавів системи Ti - Si - Al - Zr і традиційних титанових сплавів.

  Скачати повний текст

Розглянуто температурну тріщиностійкість асфальтобетонного покриття (АП) у зоні між деформаційними швами на найбільш розповсюджених залізобетонних елементах прогонових будов штучних залізобетонних споруд. На підставі аналізу умов експлуатації розроблено розрахункові схеми роботи АП, що враховують основні конструктивні особливості дорожнього одягу штучних споруд, їх закономірності температурного деформування, а також відображають характер температурного режиму даного покриття та залізобетонних елементів. Для даних розрахункових схем встановлено аналітичні залежності для визначення температурних напружень і межового стану АП у разі коливання температури у річному та добовому циклах. Зазначено, що аналітичні залежності одержано з урахуванням термореологічних властивостей асфальтобетону. На підставі експериментальних досліджень і числового аналізу показано достовірність теоретичних положень і зроблено аналіз температурного розстріскування АП, а також встановлено закономірності забезпечення його температурної тріщиностійкості. За даною методикою проведено розрахунки та розроблено практичні рекомендації щодо підвищення температурної тріщиностійкості АП штучних споруд автомобільних доріг.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень з метою розробки бетону для монолітного будівництва за умов сухого жаркого клімату, ефективність якого зумовлена використанням композиційних цементів V типу зі зниженими тепловиділенням і деформаціями усадки, підвищеними рухливістю, корозійною стійкістю та довговічністю. З метою прискорення формування міцності у ранній період тверднення здійснено модифікацію цементів комплексним хімічним додатком, що містить активізатор тверднення та пластифікатор-сповільнювач тужавіння. Вивчено реологічні та фізико-механічні властивості модифікованих цементів і бетонів на їх основі, що тверднули за різних температурних умов. На базі методів механіки руйнування досліджено тріщиностійкість бетонів дорожнього призначення. За промислових умов виготовлено дослідно-промислову партію композиційного цементу та на його основі одержано бетон, використаного під час влаштування монолітного шару доріг за умов дії високих літніх температур. Визначено техніко-економічну доцільність розробки й економічний ефект впровадження розробленого бетону.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив відсотку армування сталевими фібрами на міцність елементів кільцевого перерізу зі сталефібробетоном (СФБ). Проведено порівняння роботи залізобетонних і СФБ елементів кільцевого перерізу за короткочасних одноразових і повторних навантажень із рівнем 0,6 від руйнівного зусилля. Досліджено вплив повторних навантажень різних рівнів на міцність, тріщиностійкість, напружено-деформативний стан елементів кільцевого перерізу зі СФБ. Одержано нові експериментальні дані роботи елементів кільцевого перерізу зі сталефібробетону за короткочасних одноразових і повторних навантажень. Запропоновано міцність елементів кільцевого перерізу зі сталефібробетону визначати з урахуванням непружних деформацій у стисненій зоні. Описано можливість використання під час розрахунку елементів кільцевого перерізу зі сталефібробетону програмного комплексу ПК Ліра.

  Скачати повний текст

Розроблено методику оцінки міцності елементів, що згинаються, на базі нелінійного закону деформування, який описує повну діаграму деформування бетону. Обрано й обгрунтовано двоквадратичний закон деформування, що дозволяє одержати фундаментальну залежність, яка зв'язує міцнісну та деформативні характеристики бетону. З використанням фундаментальної залежності обчислено механічні характеристики для всіх класів важких бетонів. З застосуванням двоквадратичного закону деформування бетону виведено формули для визначення нормальних і дотичних напружень у поперечних перерізах елементів, що згинаються. Розроблено методику розрахунку на міцність і тріщиностійкість поперечних перерізів елементів, що згинаються. Наведено результати аналізу експериментально-теоретичних досліджень.

  Скачати повний текст

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.07 – Процеси фізико-технічної обробки. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», МОН України, Київ, 2021.Дисертація присвячена формуванню модифікованих шарів з субмікро- і нанокристалічною структурою і підвищеним рівнем експлуатаційних властивостей при поверхневій обробці різьбонарізного інструменту зі швидкорізальних сталей та твердих сплавів висококонцентрованим плазмовим струменем.У літературному огляді виконаний аналіз умов роботи різьбонарізного інструменту. Показан характер зносу різьбонарізного інструменту, механізми зносу, зони зносу. показана перспективність розвитку різних методів зміцнення для підвищення працездатності різьбонарізного інструменту. Особливість різьбонарізного інструмента це дуже велика номенклатура як по розмірах, від дуже дрібних мітчиків, до крупних фрез, різців, так і за різноманітністю видів. Нині існує 4 підходи до зміцнення. Найбільш розвиваються останнім часом це нанесення покриттів, і поверхневе модифікування. Ці два найбільш поширених метода якраз розвиваються у бік отримання дисперсних структур у тому числі і наноструктур. Дисертаційна робота виконана на плазмовому комплексі в умовах кафедри «Наноінженерія в галузевому машинобудуванні», основний елемент цього комплексу це плазматрон. Плазматрон використовується побічної дії: деталь і інструмент електрично нейтральні. Особлтвість його конструкції це сенкціонована міжелектродна вставка. Спеціально для того, щоб підвищити швидкість охолодження і отримати плазмове наноструктурування.Експериментами встановлено, що можна впливати на цей процес шляхом виконання каналу плазматрона не циліндричної форми, а конічної. Міра звуження каналу впливає на твердість при обробці. Розроблена методика математичного моделювання процесу плазмового модифікування різьбонарізного інструмента. У основі розрахунку теплової дії висококонцентрованих джерел нагріву на метал лежить закон теплопровідності Фур'є. Для вирішення цього завдання використано звичайно-елементне моделювання із застосуванням прикладного пакету МСS.Nastran.Розроблено математичну модель оптимального керування процесом плазмового поверхневого модифікування різьбонарізного інструменту та інженерну методику розрахунку оптимальних режимів обробки. Уперше на основі звичайно-елементного рішення диференціального рівняння теплопровідності в нелінійній постановці розроблені алгоритми і інженерні методики розрахунку оптимальних режимів плазмового модифікування різьбонарізного інструменту зі швидкорізальних сталей і твердих сплавів, що забезпечують утворення в модифікованій зоні субмікро- і нанокристалічної структури з підвищеним рівнем експлуатаційних властивостей. У 3м розділі дисертації досліджена структура і властивості різьбонарізного інструмента зі швидкорізальної сталі на прикладі гребінки. Для такого інструмента відомо два підходи плазмовою модифікування з об'ємною термообробкою і з триразовою відпусткою тип структури, що утворюється в модифікованій зоні в результаті комплексного об'ємно-поверхневого зміцнення гребінок із сталі Р6М5, займає проміжне положення між нанокристалічною (до 100 нм) і субмікрокристалічною. Досліджено механізми структурних перетворень гребінки зі швидкорізальної сталі та різьбонарізного різця з напаяною твердосплавною пластиною при плазмовому поверхневому модифікуванні. Встановлені закономірності наноструктурування різальних кромок різьбонарізного інструменту при плазмовому модифікуванні без оплавленя поверхні. Встановлено, що при наноструктуруванні сталевого інструменту набуття найбільш високих значень дисперсності обумовлене збільшенням швидкості охолодження, розчиненням вихідних карбідів і виділенням нанодисперсних вторинних карбідів. Ключові слова: плазмове модифікування, різьбонарізний інструмент, механізм руйнування, тріщиностійкість, зносостійкість, математична модель, структурні перетворення, поверхневий шар, субмікроструктурування, нанострутурування, стійкістні дослідження, металоргафічні досліджнення.^UA thesis for a degree of candidate of technical science (Ph.D.), speciality 05.03.07 –Processes of physical and technical treatment.- National technical university of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute name of Igor Sicorskiy”, Kyiv, 2021.Dissertation is sanctified to forming of the modified layers from submicro- and by a nanocrystalline structure and increase level of operating properties at superficial treatment of thread instrument from high speed steel and carboloies by a plasma stream. In a literary review the executed analysis of terms of work of thread instrument. The character of wear of thread instrument, mechanisms of wear, zone of wear. the shown perspective of development of different methods of strengthening is for the increase of capacity of thread instrument. The feature of thread instrument it a very large nomenclature as on sizes, from ultrafine markers, to the large milling cutters, chisels, so on the variety of kinds. Presently there are 4 approaches to strengthening. Most develop lately this causing of coverages, and superficial retrofitting. These two most widespread метода just develop toward the receipt of dispersible structures including nanostructures.Dissertation work is executed on a plasma complex in the conditions of department "Nanoengineering in a branch engineer", the basic element of this complex it a plasmatron. A plasmatron is used indirect action: a detail and instrument are electric neutral. Feature of his construction this partitioned interelectrode insertion. Specially in an order to promote cooling speed and get plasma nanostructure. It is set experiments, that it is possible to influence on this process by implementation of channel of plasmatron not cylindrical form, but conical. Measure of narrowing of channel influences on hardness at treatment. Worked out methodology of mathematical design of process of the plasma retrofitting of thread instrument. In basis of calculation of thermal action of concentrate sources of heating the law of heat-conducting of Fourier lies on a metal. For the decision of this task an usually-element design is used with application of the applied package of МСS.Nastran.A mathematical optimal case of the plasma superficial retrofitting of thread instrument a process frame and engineering methodology of calculation of the optimal modes of treatment are worked out. First on the basis of usually-element decision of differential equalization of heat-conducting in the nonlinear raising the worked out algorithms and engineering methodologies of calculation of the optimal modes of the plasma retrofitting of thread instrument from high speed steel and carboloies that provide formation in the modified zone of submicro- and nanocrystalline structure with an increase level of operating properties. In the third part of dissertation an investigational structure and properties of thread instrument are from high-speed steel on the example of comb. For such instrument two approaches are known by plasma retrofitting with by volume heat treatment and with triple vacation Type of structure that appears in the modified zone as a result of the complex by volume of-superficial strengthening of combs from steel of Р6М5 occupies intermediate position between nanocrystalline (to 100 nm) and microcrystalline. The mechanisms of structural transformations of comb are investigational from high-speed steel and thread chisel from a hard-alloy plate at the plasma superficial retrofitting. The set conformities to law of nanostructure of cutting edges of thread instrument are at the plasma retrofitting without melting surface. It is set that during nanostructure of steel instrument of acquisition of the most high values of dispersion is conditioned by the increase of cooling speed, dissolution of initial carbides and selection of nanodispersible secondary carbides.Methodology of tests is worked out and investigational crackfirmness, mechanisms of destruction and wear of thread instrument with the superficial modified layer. A technological equipment is worked out for realization of plasma treatment. The technological processes of the plasma retrofitting of thread instrument are worked out from carboloies and high speed steel. The worked out flow diagram of management of nanostructure is after the plasma retrofitting. Worked out recommendations on the choice of the optimal placing of the modified zone on a thread chisel by hard-alloy plates and thread combs from high-speed steel. Firmness studies of thread instrument are undertaken after the plasma retrofitting.Key words: plasma modification, threading tool, fracture mechanism, crack resistance, wear resistance, mathematical model, structural transformations, surface layer, microstructuring, nanostructuring, meso-structures, ultra-disperse.

Дисертація присвячена встановленню закономірностей впливу особливостейструктурно-фазового складу металу зварних з'єднань високоміцних сталей різногокласу міцності на їх механічні характеристики й тріщиностійкість шляхомвизначення структурних критеріїв, що забезпечують необхідний комплекс цихвластивостей. Досліджено структуру і властивості зварних з'єднань високоміцнихсталей з межею плинності від 690 МПа до 1300 МПа в залежності від швидкостейіохолодження та зварювання, легування швів, умов термообробки та способівзварювання (дугове механізоване, лазерне, гібридне лазерно-дугове зварювання):конструкційних низьковуглецевих сталей бейнітно-феритного та бейнітно-мартенситного типу (alform 620M; 17Х2М; 14ХГН2МДАФБ; N-A-XTRA-700);високовуглецевих феритно-перлітного типу (колісна сталь марки 2; 65Г); легованихсередньовуглецевих сталей мартенситно-бейнітного типу спеціального призначення(броньові сталі − типу 30Х2Н2МФ та Miilux Protection 500).Встановлено закономірності формування фазового складу, зеренної,субзеренної, дислокаційної структур зварних з'єднань високоміцних сталей тавзаємозв'язок структурних параметрів з комплексом властивостей - міцністю,в'язкістю руйнування, рівнем локалізованої деформації та локальних внутрішніхнапружень в металі зварних з'єднань. Встановлено, що при дотриманні певнихспіввідношень структурно-фазових складових характеристики дислокаційної тасубзеренної структури є визначальними для забезпечення міцності татріщиностійкості металу зварних з'єднань високоміцних сталей.Проведено удосконалення експериментально-аналітичної методики оцінкикомплексу фізико-механічних властивостей зварних з'єднань по конкретнимструктурним параметрам, впроваджено математичну обробку даних та проведеноаналітичні оцінки міцності, в'язкості руйнування, локальних внутрішніх напружень.Отримано показники рівня локалізованої деформації в металі зварних з'єднаньвисокоміцних сталей та встановлено, як структурні складові впливають натріщиностійкість металу.З метою забезпечення експлуатаційної надійності конструкцій при створеннінаукоємних та перспективних технологій зварювання високоміцних сталей наоснові матеріалознавчих експериментально-теоретичних досліджень встановленоструктурні критерії, що гарантують необхідний комплекс механічних властивостейта тріщиностійкості цих з'єднань.^UThe dissertation is devoted to the establishment of regularities of influence offeatures of structural-phase composition of metal of welded joints of high-strength steelsof different strength class on their mechanical characteristics and crack resistance bydefinition of the structural criteria providing a necessary complex of these properties.In this work it is investigated structure and properties of welded joints of highstrengthsteels with yield strength from 690 MPa to 1300 MPa depending on technologicalparameters (cooling and welding speed, alloying of seams, heat treatment conditions) andwelding methods (mechanized arc, laser, hybrid laser-arc welding).Researched structural steels of construction purpose of bainitic-ferritic and bainiticmartensitictype (alform 620M; 17Х2М; 14KhGN2MDAFB; N-AXTRA-700); high-carbon ferritic-pearlitic steel (wheel steel grade 2; 65G); alloyedmedium carbon steels of special purpose martensitic-bainite type (armor - steel 71 andMiilux Protection 500).The paper proposes an approach based on a set of methods of physical materialsscience, including light, analytical scanning and transmission electron microscopy,methods of quantitative metallography to determine structure parameters, quantitativemethods for determining the scalar density of dislocations and estimating the size ofdispersed phases; quantitative methods for estimating the distribution of chemicalelements in the welding zone, methods of statistical processing of results. In order toimprove the analysis of the results of fractographic studies, a methodological approach tothe classification of fractures by: type of force load; the nature of the destruction, macroandmicrorelief of the destruction surface; micromechanisms of destruction; localdestruction hubs.Regularities have been established formation of phase composition, grain, subgrain,dislocation structures of welded joints of high-strength steels and the relationship ofstructural parameters with a set of properties - strength, toughness, level of localizeddeformation and local internal stresses in the metal welds of the studied steels. Have beenstudied peculiarities of structural-phase components (ferrite, austenite, perlite, temperedand hardening martensite, bainite upper and lower), their parameters - packet size, grains,the corresponding values of microhardness, the nature of the destruction of the metal byfracture zones, the volume fraction type, the size of trace elements fracture surface,dislocation density and substructure.Improvements have been made experimental-analytical methods for evaluating thecomplex of physical and mechanical properties for specific structural parameters,introduced mathematical data processing and analytical evaluations of strength, fracturetoughness, local internal stresses of welded joints of the studied steels.In order to ensure the operational reliability of structures in the creation of scienceintensiveand promising technologies for welding high-strength steels on the basis ofexperimental and theoretical studies, structural criteria are established to ensure thenecessary set of mechanical properties and crack resistance of these joints. Ensuring theoperational reliability of welded joints of high-strength steels makes it possible to usethem in structures of responsible purpose in mechanical engineering, railways, heavyindustry, shipbuilding, armaments, etc.

Вперше проведено комплексні експериментальні дослідження, які дозволили одержати експериментально-статистичні залежності впливу складу, режимів й умов твердіння активованих вапняно-кремнеземистих в'яжучих і сумішей на деформаційно-міцнісні властивості та тріщиностійкість вапняно-кремнеземистих композитів. Проведено аналіз зв'язку перерахованих властивостей зі структурою. Проаналізовано зміну в'язкості вапняно-кремнеземистого в'яжучого та суміші на його основі в процесі гідроактивації. Оцінено величину відносної зміни об'єму силікатобетонної суміші на основі цього в'яжучого, виготовленого з використанням меленого негашеного вапна під впливом його складу, вмісту дрібнозернистого заповнювача й умов твердіння. Встановлено вплив факторів складу та технологій на модуль пружності. Проведено порівняльний аналіз впливу на властивості вапняно-кремнеземистих композитів складу та режимів технологій.

  Скачати повний текст

Проведено обстеження залізобетонних конструкцій промислових та цивільних будівель, які були у довгостроковій експлуатації. За визначеними характерними дефектами і пошкодженнями залізобетонних згинальних елементів обрано спосіб і матеріали їх підсилення у розтягнутій зоні. На основі експериментальних досліджень залізобетонних балок, підсилених шарами неармованого сталефібробетону, армованого полімербетону та армованого важкого бетону, порівняно основні якісні параметри елементів підсилення. Виявлено ефективність різних способів підсилення, позитивні та негативні сторони у процесі короткочасних випробувань. Для кожного способу підсилення зроблено кількісну оцінку основних показників конструкції: міцності, тріщиностійкості та деформативності. Запропоновано способи розрахунку підсилених конструкцій, які враховують фізико-механічні властивості сучасних ефективних матеріалів, нові розробки у межах Державних будівельних норм України та останні досягнення теорії залізобетону.

  Скачати повний текст

Наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень роботи технологічно пошкоджених бетонних призм у разі стиску за умов дії статичного та малоциклового навантажень, а також залізобетонних балок у разі згину за умов дії малоциклового навантаження. Визначено вплив технологічної пошкодженості на фізико-механічні характеристики бетону. Установлено залежність формування технологічної пошкодженості бетону від конструктивних факторів, а саме: насичення зразків поперечною та поздовжньою арматурою. Проаналізовано характер утворення та розвитку тріщин у технологічно пошкоджених залізобетонних елементах, що зазнають згину за дії малоциклового навантаження. Проведено аналіз експериментальних даних досліджень стосовно малоциклових навантажень.

  Скачати повний текст

Встановлено, що використання бетонів з піском і щебенем з відходів гірничо-збагачувальних комбінатів (ГЗК) виправдане для будь-яких несучих залізобетонних конструкцій, у тому числі і для їх підсилення. Визначено, що зчеплення арматури серпуватого профілю з бетонами на відходах ГЗК менше, ніж арматури гвинтового профілю та звичайного важкого бетону, що необхідно враховувати під час визначення міцності похилих перерізів за згинальним моментом. Проаналізовано результати розрахунків міцності нормальних перерізів підсилених залізобетонних елементів таврового профілю за трьома методиками: за методикою чинних норм, за диференційним методом та за Єврокодом 2; оцінено ступені точності зазначених методик. Встановлено закономірності впливу повторних навантажень на ширину розкриття тріщин і прогини дослідних зразків. Відзначено суттєве збільшення зазначених параметрів, що може призвести у процесі експлуатації до перебільшення ширини розкриття тріщин і прогинів припустимих величин, встановлених чинними нормами.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вивченню впливу температури на мікромеханізми руйнування і механічну поведінку широкої гами металевих і керамічних матеріалів при їх переході із крихкого стану у пластичний. Проаналізовано вплив дислокаційної структури, стану меж поділу на зміну мікромеханізмів руйнування і тріщиностійкість. Встановлено, що зміна мікромеханізмів руйнування обумовлена енергетичною конкуренцією механізмів руйнування за відповідних умов навантаження. Знайдено феноменологічні вирази для опису впливу температури на тріщиностійкість матеріалів за дії окремих мікромеханізмів руйнування. Для зміни мікромеханізмів руйнування впродовж росту тріщини встановлено критерій, який пов'язує межу текучості з довжиною тріщини, яка передує відколові. Запропоновані механізми утворення тріщин відколу з релаксацією та пор в однофазному матеріалі. Встановлено, що вплив поруватості на тріщіностійкість сам залежить від мікромеханізму руйнування. Винайдено ефект збільшення тріщиностійкості завдяки поруватості при руйнуванні крихкого матеріалу відколом. Проаналізовано вплив поруватості на складові, які визначають тріщиностійкість матеріалу. Отримані в роботі результати є основою для подальшого розвитку фізики міцності ії пластичності та створення нових матеріалів з поліпшеними механічними властивостями.

  Скачати повний текст

Експериментальним шляхом визначено параметри міцності, деформативності та тріщиностійкості залізобетонних балкових конструкцій залежно від від міцності та виду бетону, рівня навантаження, тривалості одночасної дії навантаження й агресивного середовища. Одержано параметри напружено-деформованого стану даних балок з корозійними пошкоденнями на локальній ділянці у зоні чистого згину з наступним їх підсиленням за дії навантаження.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена експериментальним і теоретичним дослідженням бетонних конструкцій, що працюють на згин, із гібридним армуванням базальтопластиковою і металевою арматурою, виготовлених із різних бетонних сумішей.Дисертацію виконано з метою дослідження напружено-деформованого стану; впливу відмінностей механічних властивостей базальтопластикової арматури від металевої на характер руйнування, міцності, жорсткості та тріщиностійкості балок із гібридним армуванням, базальтопластиковоюі металевою арматурою, виготовлених із різних бетонних сумішей; перевіркинаявної методики розрахунку;перевірки можливості використання відходів гірничо-збагачувального комплексу (далі – ГЗК) в якості дрібного заповнювача бетону для балок, армованих базальтопластиковою арматурою та з гібридним армуванням. Для виконання поставленої мети було експериментально досліджено напружено-деформований стан, характер руйнування, міцність, ширину розкриття нормальних тріщин і прогинів балок із гібридним армуванням базальтопластиковою і металевою арматурою; виконано перевірку збіжності результатів випробувань із теоретичними розрахунками за методикою чинних норм [1, 2]; розроблено рекомендації до наявної методики розрахунку міцності, ширини розкриття нормальних тріщин і прогинів конструкцій, що працюють на згин.У вступіміститься загальна характеристика дисертації, обґрунтовано актуальність роботи, викладено метуі завдання дослідження, наукову новизнуі практичну цінність роботи.У першому розділі розглянуто виготовлення, фізико-механічні характеристики, переваги і недоліки базальтопластикової композитної арматури. Розглянуто досвід використання цієї арматури для армування конструкцій із бетону в США, Європі, Канаді й інших країнах. Розглянуто вплив відходів збагачення залізних руд (далі – ЗЗР) на довкілля та можливості їх використання в бетонних сумішах. Зазначенопереваги бетонних сумішей, виготовлених із бетону на відходах ЗЗР, у порівнянні з традиційними бетонами і їх вплив на напружено-деформований стан конструкцій. Наведено нормативні документи з розрахунку бетонних конструкцій, що працюють на згин, армованих неметалевою композитною арматурою, розроблених у США, Європі, Японії, Канаді, Україні.У другому розділі для визначення фізико-механічних характеристик бетону експериментальних балок були виготовлені та випробувані зразки кубів і призм бетонів на кварцовому піску і на фракціонованих відходах ЗЗР відповідно до вимог чинних норм. Наведено конструкцію дослідних зразків балок із армуванням металевою арматурою, базальтопластиковою арматурою та гібридним армуванням, тобто металевою і базальтопластиковою арматурою. Описано програму експериментальних досліджень: кількість балок, схему випробувань, конструкцію стенду, установку приладів, послідовність прикладання навантаженьі дані, які отримувались у результаті випробувань.У третьому розділінаведено результати експериментальних досліджень балок усіх серій: моменти утворення тріщин, руйнівні моменти, характери руйнувань балок, графіки зміни прогинів і відносних деформацій, порівняння отриманих експериментальних даних.У четвертому розділі викладено методику розрахунку конструкцій, що працюють на згин, за першою і другою групами граничних станів. Наведено алгоритми розрахунку міцності перерізів, нормальних до поздовжньої осі елемента, тріщиностійкості елементів, прогинів елементів.Виконано розрахунок дослідних зразків балок за методикою чинних норм. Для балок усіх серій порівняння дослідних показників з отриманими за розрахунком за другою групою граничних станів показало незадовільну збіжність. У результаті аналізу даних експериментальних досліджень розроблені пропозиції до чинної методики розрахунку балок на тріщиностійкість ідеформативність. Ширину розкриття нормальних тріщин і величину прогинів при розрахунку балок пропонується визначати з використанням ефективного моменту інерції, шо не враховує роботу бетону розтягнутої зони. Зіставлення теоретичних і експериментальних даних показало задовільну збіжність отриманих результатів.Доведено ефективність використання відходів ЗЗР у якості дрібного заповнювача бетонної суміші для балок, армованих базальтопластиковою арматурою,ідля балок із гібридним армуванням.Узагальних висновках підбито підсумок проведеної роботи і описано основні результати, отримані в дослідженні.Дисертація доповнена додатками, у яких містяться акти впровадження дисертаційногодослідження та патент на винахід.^UThe thesis is devoted to experimental and theoretical studies of concrete structures working in bending, with hybrid reinforcement of basalt plastic and steel bar, made of various concrete mixes.The purpose of the thesis is the research of the stress-deformed state; the influence of differences in the mechanical properties between basalt plastic and metal bar on the nature of destruction, strength, stiffness and crack resistance of beams with hybrid reinforcement, basalt plastic and steel bar, made of different concrete mixes; verification of the available calculation methodology; checking the possibility of using the waste of the Mining and Processing Complex as a fine concrete aggregate for beams reinforced with basalt plastic bar and with hybrid reinforcement. In order to fulfill the set aim, the stress-deformed state, nature of destruction, strength, opening width of normal cracks and deflections of beams with hybrid reinforcement with basalt plastic steel bar were experimentally investigated; a check of the convergence of test results with theoretical calculations using the methodology of current norms [1, 2] was performed; recommendations have been developed for the existing methodology for calculating the strength, opening width of normal cracks and deflections of structures working on bending.The introduction contains a general description of the thesis, the relevance of the work is substantiated, the aim and task of the research, the scientific novelty and practical value of the work are formulated.Manufacturing, physical and mechanical characteristics, advantages and disadvantages of basalt-plastic composite reinforcement are considered in the first chapter. The experience of using this bar for reinforcing concrete structures in the USA, Europe, Canada and other countries is considered. The impact of iron ore beneficiation waste on the environment and the possibilities of their use in concrete mixes is considered. The advantages of concrete mixes made of iron ore beneficiation wasteconcrete, in comparison with traditional concretes and their effect on the stress-deformed state of structures, are indicated.Normative documents for the calculation of concrete structures working in bending, reinforced with non-metal composite reinforcement, developed in the USA, Europe, Japan, Canada, and Ukraine are listed.In order to determine the physical and mechanical characteristics of the concrete of the experimental beams, samples of cubes and prisms of concrete were made and tested on quartz sand and sized iron ore beneficiation waste in accordance with the requirements of current standardsand described in the second section. The structure of beams test samples with steel, basalt plastic bar and hybrid reinforcement, i.e. steel and basalt plastic bar, is provided. The program of experimental research is described: the number of beams, the test scheme, the design of the stand, the installation of devices, the sequence of applying loads and the data obtained as a result of the tests.The third section presents the results of experimental studies of beams of all series: crack formation moments, destructive moments, beam fracture pattern, graphs of changes in deflections and relative deformations, comparison of the obtained experimental data.The calculation method of structures working in bending according to the first and second groups of limit states is described in the fourth chapter. Algorithms for calculating the strength of sections normal to the longitudinal axis of the element, crack resistance of elements, deflections of elements are provided.The calculation of test samples of beams was performed according to the methodology of current standards. For the beams of all series, the comparison of experimental indicators with those obtained by calculation according to the second group of limiting states showed an unsatisfactory convergence. As a result of the data analysis from experimental studies, proposals were developed for the current method of calculating beams for crack resistance and deformability. The opening width of normal cracks and the number of deflections when calculating beams are proposed to be determined using the effective moment of inertia, which does not take into account the work of concrete in the stretched zone. A comparison of theoretical and experimental data showed a satisfactory convergence of the obtained results.The effectiveness of the use of the iron ore beneficiation waste as a fine aggregate in the concrete mix for beams reinforced with basalt plastic bars and for beams with hybrid reinforcement has been proven.The general conclusions summarize the work carried out and describe the main results obtained in the study.The thesis is supplemented by appendices, which contain the acts of implementing the thesis research and the patent for the invention.

У роботі розв'язано актуальну науково-технічну задачу, спрямовану на встановлення закономірностей впливу хімічного складу водних середовищ та виду механічного навантаження на опір сталей трубопровідних систем та їх зварних з'єднань корозійно-механічному руйнуванню і розроблення методів прогнозування їх корозійно-втомної витривалості, а також використання інгібіторного захисту за кавітаційного впливу водних середовищ. Об'єкт дослідження – корозійно-механічне руйнування вуглецевих та низьколегованих сталей у вихідному стані та після тривалої експлуатації. Мета дослідження – встановити електрохімічні особливості та закономірності корозійно-механічного руйнування сталей трубопровідних систем та зварних з'єднань залежно від хімічного складу водних середовищ і виду експлуатаційних навантажень. Методи досліджень: електрохімічні методи (поляризаційний метод, метод дискового обертового електрода); гравіметричний метод; імпедансометричний метод; визначення мікротвердості, опору корозійно-статичному руйнуванню, виразковій корозії, корозійно-кавітаційному руйнуванню, втомному та корозійно-втомному росту тріщин; металографічні дослідження; методи математичної статистики. Встановлено основні чинники зниження корозійно-втомної витривалості вуглецевої сталі у водогінній воді за кавітаційного, циклічного навантажень та їх сумісної дії. Вперше виявлено ефективність інгібіторного захисту низьколегованої сталі від корозійно-кавітаційного руйнування у водогінній воді йодидом триетиламонію. Виявлено, що основним механізмом корозійно-механічного руйнування низьколегованих сталей у гідрокарбонатних водних розчинах є водневе окрихчення, спричинене виділенням водню внаслідок додаткового відновлення гідрокарбонат-іонів, а не локальне анодне розчинення металу. Розроблено електрохімічний експрес-метод прогнозування корозійно-втомної витривалості ферито-перлітних низьколегованих трубних сталей у гідрокарбонатних водних середовищах залежно від їх складу. Виявлено, що корозійно-циклічна тріщиностійкість зварного з'єднання низьколегованої трубної сталі у розчині NS4, що моделює ґрунтове середовище, найінтенсивніше знижується за комбінації низки чинників: тривалої експлуатації, високої асиметрії циклу навантаження та потенціалу катодного захисту. Отримані результати та розроблені методики використано в УМГ “Прикарпаттрансгаз” та ТОВ “Порттехексперт” (м. Одеса).^UAn actual scientific and technical task has been resolved in this work devoted to establishment of the regularities of influence of chemical composition of aqueous environments and type of mechanical loading on the resistance of steels of pipeline systems and their welded joints to corrosion-mechanical fracture and development of methods for predicting their corrosion fatigue durability, as well as application of inhibitor protection during cavitation in aqueous environments. The object of the study is corrosion-mechanical fracture of carbon and low-alloyed steels in the as-received state and after long-term operation. The purpose of the research was to determine the electrochemical features and regularities of corrosion-mechanical fracture of steels of pipeline systems and welded joints, depending on chemical composition of aqueous environments and type of operating loading. Research methods: electrochemical methods (polarization method, disk rotating electrode method); gravimetric method; impedance method; determination of microhardness, resistance to stress corrosion cracking, localized corrosion, cavitation corrosion, fatigue and corrosion-fatigue crack growth; metallographic analysis; methods of mathematical statistics. The main factors reducing corrosion fatigue durability of the carbon steel in tap water under cavitation, cyclic loading and their combined action is established. For the first time, the effectiveness of inhibitor protection of the low-alloyed steel against cavitation-corrosion damage in tap water using triethylammonium iodide is revealed. It has been revealed that the main mechanism of corrosion-mechanical fracture of low-alloyed steels in bicarbonate aqueous solutions is hydrogen embrittlement caused by additional reduction of bicarbonate ions with hydrogen evolution, and not local anodic dissolution of metal. An electrochemical express method for predicting corrosion-fatigue durability of ferritic-pearlite low-alloyed pipeline steels in bicarbonate aqueous environments depending on their composition is developed. It is revealed that the threshold stress intensity factor for corrosion fatigue crack growth in the welded joint of low-alloyed pipeline steel in NS4 solution, which simulates the soil environment, is most intensively reduced by a combination of a number of factors: long-term operation, high loading-cycle asymmetry and cathodic protection potential. The obtained results and developed methodologies were used in Affiliate “Prykarpattransgaz” and LLC “Porttehekspert” (Odesa).

Проаналізовано та проведено порівняння впливу малоциклового навантаження з максимальним рівнем циклу 0,75, 0,85 та 0,9 від руйнівного навантаження під час роботи залізобетонних балок, підсилених у розтягнутій зоні шаром залізобетону, на міцність, тріщиностійкість і деформативність. Запропоновано способи розрахунку за першою та другою групою граничних станів дослідних зразків, які враховують фізико-механічні характеристики бетонів на відходах збагачення гірничо-збагачувальних комбінатів та арматури класу А500С. Враховано нові розробки та досягнення теорії залізобетону для розрахунку конструктивних елементів.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена дослідженню міцності, ширини розкриття нормальних тріщин і прогинів бетонних і базальтофібробетонних балок, армованих базальтопластиковою арматурою при дії одноразових і малоциклових навантажень. В результаті експериментальних досліджень отримані дані щодо напружено-деформованого стану балкових згинаних базальтобетонних елементів, впливу на їх роботу мікроармування базальтовою фіброю. Визначено вплив малоциклових навантажень високого рівня на ширину розкриття тріщин та прогини таких елементів. Приведені алгоритми розрахунку міцності перерізів, нормальних до поздовжньої осі елемента; тріщиностійкості елементів; прогинів елементів таких конструкцій. запропоновано рекомендації з врахування дії малоциклових навантажень високого рівня при розрахунку ширини розкриття нормальних тріщин і прогинів згинаних балкових базальтобетонних конструкцій мостів.^UThe dissertation is dedicated to the study of the strength, width of the normal cracks opening and deflections of concrete and basaltic fibre concrete beams reinforced with basalt-plastic reinforcement under the action of static and lowcycle loads. As a result of experimental research, data of the stress-strain state of bent beam elements and influence on its performance of micro-arming by basaltic fiber were obtained. The influence of high-level lowcycle loads on the width of crack opening and deflection of such elements was determined.

Дисертація присвячена підвищенню ефективності ортопедичного лікування хворих з частковою відсутністю зубів шляхом лабораторної та клінічної порівняльної оцінки акрилових і термопластичних матеріалів для базисів знімних протезів. Завдання дослідження: вивчити пружні і міцнісні властивості термопластичних базисних матеріалів порівняно з акриловими, за результатами лабораторних досліджень на розтяг та тріщиностійкість; вивчити динаміку руйнування термопластичних та акрилових базисних матеріалів за дії квазістатичного навантаження, використовуючи явище акустичної емісії; визначити ступінь шорсткості поверхні термопластичних та акрилових полімерних взірців після обробки різними полірувальними пастами за допомогою профілометрії та сканівної електронної мікроскопії; проаналізувати адгезивну здатність умовно-патогенних мікроорганізмів до базисних матеріалів, полірованих різними пастами; оцінити особливості клінічної і функціональної адаптації пацієнтів при ортопедичній реабілітації термопластичними і акриловими частковими знімними протезами у порівняльному аспекті. Об’єкт дослідження: конструкції часткових знімних протезів, виготовлених з термопластичних і акрилових полімерів у процесі функціональної експлуатації. Предмет дослідження: експериментальне порівняння фізико-механічних властивостей досліджуваних матеріалів (використовуючи метод акустичної емісії) та шорсткості їх поверхні після полірування. Методи дослідження: аналітичні, лабораторні, клінічні, статистичні. У процесі виконання дисертаційної роботи на базі Стоматологічного медичного центру та кафедри ортопедичної стоматології ЛНМУ імені Данила Галицького провели амбулаторне обстеження 60-ти пацієнтів, яких розподілили на 2 групи і 2 підгрупи. Тридцяти пацієнтам першої групи виготовили часткові знімні протези з термопластичного матеріалу «Vertex™ ThermoSens», із них у першій підгрупі 15 пацієнтам знімні протези полірували пастою «BlueShine, а у другій підгрупі 15 пацієнтам – пастою «ThermoGloss». Другу групу склали 30 пацієнтів, яким виготовили часткові знімні протези з акрилового кополімеру «VillacrylHPlus», або «Фторакс». Із них 15 пацієнтам першої підгрупи знімні протези полірували пастою «BlueShine», а 15 пацієнтам другої підгрупи – пастою «ThermoGloss». Розробили спосіб визначення моменту зародження тріщин у базисних матеріалах методом акустичної емісії, провели аналіз шорсткості поверхні базисних матеріалів, провели клінічну оцінку функціонально-естетичної реабілітації пацієнтів.^UThe dissertation is devoted to increase the effectiveness of patients with partial loss of teeth prosthetic treatment after laboratory and clinical comparative evaluation of acrylic and thermoplastic bases materials for removable dentures fabrication. The task of the research: to study elastic and strength properties of thermoplastic denture base materials compared to acrylic ones, according to the results of laboratory tests of tensile and crack resistance; to study destruction dynamics of thermoplastic and acrylic base materials under the action of quasi-static loading, using the phenomenon of acoustic emission; to determine the degree of surface roughness of thermoplastic and acrylic polymer samples processed with various polishing pastes using profilometry and scanning electron microscopy; to analyze opportunistic microorganisms adhesive ability to base materials polished with various pastes; to evaluate clinical and functional features of patients adaptation during prosthetic rehabilitation with thermoplastic and acrylic partial removable dentures resin a comparative aspect. The object of the research: constructions of partial removable dentures made of thermoplastic and acrylic polymersin the process of functional use. The subject of the study: experimental comparison of studied materials physical and mechanical properties (using the acoustic emission method) and their surface roughness after polishing. Research methods: analytical, laboratory, clinical, statistical. In the course of the dissertation work on the basis of the Dental Medical Center and the Department of Prosthetic Dentistry of Danylo Halytsky LNMU examination of 60 patients was conducted and they were divided into 2 groups and 2 subgroups. Thirty patients of the first group had partial removable dentures made of thermoplastic material "Vertex™ ThermoSens", of which, in the first subgroup, 15 patients had removable dentures polished with "BlueShine" paste, and in the second subgroup, 15 patients - with "ThermoGloss" paste. The second group consisted of 30 patients who were delivered with partial removable dentures from acrylic copolymer "Villacryl H Plus" or "Ftorax". Among them, 15 patients of the first subgroup had removable dentures polished with "BlueShine" paste, and 15 patients of the second subgroup - with "ThermoGloss" paste. We developed a method for determining the moment of cracks initiation in base materials by the acoustic emission method, conducted ananalysis of the surface roughness of base materials, and conducted a clinical assessment of the functional and aesthetic rehabilitation of patients.