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

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

Дисертацію присвячено виявленню закономірностей поширення втомних тріщин і формування порогової тріщиностійкості в алюмінієвому сплаві АМг6 в первісному стані та після попереднього пластичного деформування одновісним розтягом та стиском. Встановлено, що у всіх випадках попередня пластична деформація (ППД) розтягом та стиском зменшує номінальний розмах порогового коефіцієнту інтенсивності напружень (КІН) сплаву АМг6 в порівнянні з первісним станом. Запропоновано методику оцінки ефективного порогового розмаху КІН сплаву АМг6. Побудовано узагальнені діаграми впливу ППД на розмах порогового КІН і швидкість росту втомних тріщин, які дозволяють оптимізувати технологію обробки матеріалів тиском. Виявлено залежності порогових характеристик циклічної тріщиностійкості від параметрів шорсткості поверхні руйнування в сплаві АМг6 а також методика оцінки ефективних порогів тріщиностійкості можуть бути використані для оцінки зламів деталей з метою відтворення історії їх навантажування при проведенні технічної експертизи. Результати роботи використовуються при випробуваннях відповідальних елементів конструкцій літаків.

  Скачати повний текст

Вивчено закономірності поширення втомної тріщини в металах. Розроблено метод визначення зусилля та поточного розкриття вістря втомної тріщини для проведення прямих вимірів її поточного розкриття, без інтерполяції результатів виміру на вістря втомної тріщини. Охарактеризовано циклічну тріщиностійкість матеріалу. Виявлено, що в процесі навантаження менше критичного ефективного інваріантного розмаху коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН) спостережено інваріантність ефективних кінетичних діаграм втомного руйнування (КДВР) за додатніх асиметрій - кімнатної та низьких температур. Встановлено зв'язок між ефективним і номінальним розмахами КІН за різних додатніх асиметрій циклу на другій ділянці КДВР. Закономірність поширення втомної тріщини в металах за реальних умов експлуатації описано експериментально обгрунтованим критерієм росту, межі дійсності якого визначені критерієм присутності закриття тріщини.

  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

Розроблено аналітично-експериментальні методики прогнозування росту втомних тріщин (РВТ) після одноразових перевантажень і у разі нерегулярного навантаження розтягом. Висвітлено основні закономірності впливу асиметрії циклу навантаження R на циклічну тріщиностійкість і визначено параметри модифікованої моделі Уокера для аналітичного відображення середньоамплітудних ділянок кінетичних діаграм втомного руйнування сплаву Д16чТ за умов регулярного навантаження. Досліджено вплив одноразових перевантажувань розтягом на швидкість РВТ в алюмінієвих сплавах Д16чТ та Д16Т. Розроблено методики прогнозування РВТ після одноразових перевантажень та за умов нерегулярного навантаження розтягом, методом поциклового підсумовування приросту тріщини.

  Скачати повний текст

Наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень напружено-деформованого стану залізобетонних плит, завантажених зосередженим та рівномірно розподіленим навантаженням. Спирання плит шарнірне по кутах і контуру. Армовані ненапруженою та попередньо напруженою арматурою плити розташовано в одному та двох напрямках. Запропоновано залежності для визначення міцності, тріщиностійкості та прогинів плит. Враховано схему завантаження, зусилля обтиску бетону попередньо напруженою арматурою, зважаючи на втрати від швидкоплинної та тривалої повзучості бетону, а також показники його усадки.

  Скачати повний текст

Розглянуто напружено-деформований стан та тріщиностійкість похилих перерізів косозігнутих залізобетонних елементів. Експериментально та теоретично досліджено роботу таких елементів за різних умов завантаження. Запропоновано методику визначення показників їх напружено-деформованого стану та надано практичні рекомендації з розрахунку зусилля утворення та ширини розкриття похилих тріщин, пристосованих до методики чинних норм. Для визначення ширини розкриття похилих тріщин з урахуванням пружно-пластичних властивостей бетону застосовано змінний модуль деформацій бетону на висхідній ділянці. Встановлено вплив окремих факторів на тріщиностійкість похилого перерізу та побудовано математичну модель. За розробленими методиками проведено розрахунок експериментальних зразків, на підставі якого підтверджено точність запропонованих методів, а також економічну ефективність їх використання.

  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

Досліджено напружено-деформований стан бетонних стиснутих і залізобетонних згинальних елементів за умов одночасної дії агресивного середовища та навантаження. Одержано експериментальні дані зміни в часі деформацій бетону та прогинів стиснутих і згинальних елементів за даних умов. Установлено, що методика норм завищує міцність таких конструкцій до 13,7 %, що є небезпечним для експлуатації. Наведено методику розрахунку бетонних і залізобетонних елементів, пошкоджених корозією за одночасної дії на них навантаження. На підставі порівняння результатів експериментальних і теоретичних величин міцності елементів пошкоджених корозією під навантаженням підтверджено достовірність запропонованого методу розрахунку.

  Скачати повний текст

Уперше виявлено основні закономірності тріщиностійкості сплаву АМг6 за умов динамічної повзучості. Доведено, що накладання циклічної складової зменшує критичний параметр розкриття вершини тріщини за умов одновісного розтягу та динамічної повзучості. Запропоновано модель в'язкого підростання тріщини за умов динамічної повзучості. Встановлено, що старт тріщини в сплаві АМг6 відбувається за в'язким механізмом, а подальше просування тріщини - за втомним механізмом. Удосконалено методику прогнозування розкриття вершини тріщини за умов динамічної повзучості, яка базується на моделюванні розкриття тріщини за умов повзучості деформацією повзучості гладкого зразка з урахуванням пошкоджуваності матеріалу. Виявлено вплив циклічної складової навантаження на пошкоджуваність матеріалу за умов динамічної повзучості. Запропоновано методику прогнозування деформації матеріалу за даних умов на основі теорії зміцнення з урахуванням пошкоджуваності, модель зв'язку стрибкоподібної деформації розтягу сплаву АМг6 з розподілом дисперсних включень первісного матеріалу, а також деформаційний критерій стрибкоподібної повзучості, заснований на ідентичності фізичних процесів стрибкоподібного приросту деформації за квазістатичного розтягу та повзучості.

  Скачати повний текст

Запропоновано та обгрунтовано вибір одного з показників якості сушіння деревини дуба - сумарної довжини тріщин у поперечному перерізі. Досліджено кінетику появи та розвитку поверхневої тріщини за конвективно-надвисокочастотного сушіння, вплив інтенсивності нагріву та розмірів пиломатеріалів на сумарну довжину тріщин у поперечному перерізі. Виявлено вплив вологості та масштабного фактора на тріщиностійкість деревини та обгрунтовано розташування тріщини під час сушіння. Запропоновано моделі розрахунку внутрішніх напружень залежно від часу сушіння та координати поперечного перерізу для різних ступенів наближення до реальних умов цього процесу. За результатами експериментальних та теоретичних досліджень уточнено технологію високоякісного конвективно-надвисокочастотного сушіння деревини дуба, що враховує розміри пиломатеріалів, інтенсивність нагріву та поточну вологість.

  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

На основі реальних діаграм деформування бетону розроблено методику визначення міцності, жорсткості та тріщиностійкості згинаних залізобетонних елементів за умов тривалої дії навантаження та наступного довантаження до руйнування. Проведено експериментальні дослідження впливу тривалого навантаження на параметри діаграми деформування бетону за умов короткочасного стиску та тривалої дії навантаження. Вивчено вплив тривалого навантаження на роботу згинаних залізобетонних елементів. Розроблено розрахункові залежності з визначення параметрів діаграм деформування бетону, на основі яких створено методику оцінки напружено-деформованого стану згинаних залізобетонних елементів та визначення їх міцності, жорсткості та тріщиностійкості, створено алгоритм розрахунку.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий підхід щодо вирішення важливої науково-технічної проблеми розробки методів оцінки тріщиностійкості та несучої здатності металевих конструкцій за умови циклічних навантажень. Проведено експериментальні дослідження механічних, акустичних, енергетичних параметрів кінетики руйнування, одержаних з використанням повних діаграм деформацій малогабаритних зразків. Запропоновано засоби розрахунку критичного параметра тріщиностійкості, несучої здатності, розрахункового опору утоми з урахуванням впливу попереднього циклічного навантаження. Розроблено розрахункову модель оцінки напружено-деформованого стану стиснуто-зігнутих стрижнів за умови малоциклового навантаження. Запропоновано новий спосіб визначення розрахункового опору утоми, що дозволяє враховувати розходження у ресурсі пластичності сталей за статичного та циклічного навантажень. Наведено оцінку ефективності визначення несучої здатності за критерієм тріщиностійкості металевих конструкцій за умови циклічного навантаження методом математичного моделювання. Розроблено оптимальне конструктивне рішення фасонного прокатного профілю верхнього поясу підкранових балок, що усуває причини виникнення тріщин утоми у навколошовній зоні.

  Скачати повний текст

Виявлено, що короткотривала витримка у разі максимального навантаження протягом 10 с у 5 - 6 разів зменшує швидкість поширення тріщини втоми-повзучості. Розроблено інженерний метод визначення ресурсу роботи ролика МБЛЗ з тріщиною.

  Скачати повний текст

Удосконалено основні принципи структуроутворення та методи керування властивостями фосфористих чавунів для литих заготовок деталей машин, які працюють за умов циклічних навантажень і підвищених температур. Встановлено загальні закономірності та принципи формування мікроструктури чавунів з пластинчастим і кулястим графітом залежно від ступеня їх легуванння фосфором і впливу масштабного чинника. Встановлено, що фосфідна евтектика у кількості 1 - 6 % набуває значення зміцнювального структурного складника та підвищує міцність, твердість, зносо- та термостійкість, а також оброблюваність фосфористих чавунів. Виявлено, що негативний вплив фосфідної евтектики на пластичні властивості та циклічну тріщиностійкість менш значний у порівнянні з дією зростаючої кількості фериту, розмірів його зерен і графіту. Запропоновано комплексну систему керування властивостями чавунів, яка включає аналітичне визначення необхідних характеристик структурних складників і технологію їх одержання. На підставі наукових положень та проведених систематичних досліджень впливу фосфору та металургійних чинників на структуру та властивості чавунів розробено їх економнолеговані зразки різних класів. З урахуванням одержаних результатів взаємозв'язку характеристик структурних складників і властивостей фосфористих чавунів розроблено способи та технології їх плавлення, легування, модифікування, термічної обробки та поверхневого зміцнення, що дозволило забезпечити необхідний рівень механічних та експлуатаційних властивостей деталей машин. Одержані зразки фосфористих чавунів, способи та технології їх виготовлення та зміцнення поверхонь тертя впроваджено у виробництво.

  Скачати повний текст

Розроблено нові розрахункові схеми роботи армованих асфальтобетонних шарів нежорсткого дорожнього одягу, для яких уперше встановлено аналітичні залежності, що дають змогу визначити температурні напруження в армованих асфальтобетонних шарах з урахуванням коливання температури протягом річного та добового циклів. Удосконалено умову межового стану даних шарів за температурною тріщиностійкістю з урахуванням кінетки тріщиноутворення. Одержано нові закономірності температурного розтріскування армованих асфальтобетонних шарів, розроблено метод їх розрахунку на температурну тріщиностійкість.

  Скачати повний текст

Створено методику експериментальних досліджень міцності, деформативності та тріщиностійкості залізобетонних елементів кільцевого перерізу, які працюють за умов циклічних навантажень та підвищених температур.

  Скачати повний текст

Виявлено впливовість основних рецептурно-технологічних факторів складу на водопотребу, ущільнення, розшарування, міцність, щільність, одностатевість за міцністю та щільністю, межі тріщиноутворення, межову стискуваність. Одержано залежності для визначення цих характеристик. Наведено залежності для прогнозування основних розрахункових параметрів (призмової міцності, модуля пружності, усадки, повзучості). Складено номограму оптимізації складів кералітобетону на карбонатному піску залежно від витрат цементу та агрегатно-структурного фактора. Наведено рекомендації щодо розрахунків властивостей міцнісних і деформативних властивостей дослідженого бетону. Одержано експериментальні дані про зчіплювання арматури з бетоном, несучу властивість, тріщиностійкість та деформативність стиснутих і згинальних елементів і конструкцій, зокрема, попередньо напружених за короткочасової дії навантаження. Надано рекомендації щодо їх розрахунку.

  Скачати повний текст