Створено програмно-апаратний комплекс з метою дослідження деформування метеріалів, що дозволяє візуально спостерігати на персональному комп'ютері у реальному масштабі часу весь процес деформування, в автоматичному режимі визначати його геометричні параметри, проводити покадрову автоматизовану обробку профілю досліджуваних зразків, а також аналізувати зміну окремих ділянок зразка. Розроблено методику автоматизованих досліджень деформування та руйнування матеріалів, у тому числі й на закритій стадії деформування. На основі програмно-апаратного комплексу одержано експериментальні дані з кінетики деформування у районі шийки для міді, алюмінію та поліетилену. Створено базу даних матеріалів для експрес-прогнозування довготривалої міцності (із залученням бази відеозображень). Уточнено значення енергії активації руйнування та активаційних об'ємів для широкого класу матеріалів з урахуванням поправки на утворення шийки. Виконано прогнозування довготривалої міцності для широкого класу матеріалів шляхом введення кінетики зміни контуру зразка у замкнуту систему рівнянь.

  Скачати повний текст

Запропоновано математичну модель кількісного опису термомеханічних процесів в електропровідних тілах і квазіусталених електромагнітних навантажень з урахуванням температурної залежності властивостей матеріалів, пружно-пластичного характеру деформування та нелінійності залежностей індукцій електричного та магнітного полів від відповідних напруженостей і температури. Модель базується на теорії взаємодії електромагнітних полів (ЕМП) і матеріального континууму (у якій вплив поля враховано через об'ємні тепловиділення - джоулеві та зумовлені перемагнічуванням і переполяризацією, а також пондеромоторні сили), рівняннях Максвелла для термочутливих тіл, здатних до намагнічування та поляризації, залежностях теорії теплопровідності та неізотермічної термопружно-пластичності. З використанням методу скінченних елементів і сім'ї однокрокових багатопараметричних різницевих алгоритмів з різними за величиною кроками числового інтегрування за часом рівнянь, що описують у запропонованій математичній моделі електромагнітні, теплові та механічні процеси, побудовано методику числового моделювання досліджених взаємозв'язаних процесів в електропровідних тілах за квазіусталених електромагнітних навантажень. Розроблено відповідне програмне забезпечення. Для апроксимації відомих температурно залежних кривих намагнічування, поляризації та деформування запропоновано інтерполяційні сплайни, побудовані за точками кривих, що описують поведінку матеріалів у широкому температурному діапазоні за дії ЕМП. Одержано розв'язки важливих класів задач про визначення та дослідження електромагнітних, температурних і механічних полів у конкретних феромагнітних (магнітном'яких і магнітнотвердих) тілах за високотемпературного (до температур, вищих за точку Кюрі) індукційного нагрівання (нагрівання та наступного охолодження). Виявлено нові закономірності термомеханічної поведінки феромагнітних тіл, зокрема, взаємопов'язаних з еволюцією параметрів термомеханічного стану тіл, зумовленою змінами температурно залежних властивостей матеріалів і втратою матеріалом феромагнітних властивостей в околі температури Кюрі, пружно-пластичним характером деформування. Розроблено спрощені розрахункові схеми, що не враховують залежності магнітної проникності від напруженості поля, для адекватного прогнозування параметрів термомеханічного стану тіл за високотемпературного індукційного нагрівання у разі суттєво менших обсягів обчислень.

  Скачати повний текст