З використанням методів інтегральних перетворень та межової інтерполяції одержано в замкнутому вигляді розв'язок задачі дифузії водню в зоні передруйнування біля вершини тріщини з урахуванням механічних напружень та попереднього наводнювання матеріалу. На базі комбінації методу скінченних елементів та різницевої схеми запропоновано нову числову схему побудови розв'язку нестаціонарної узагальненої двовимірної задачі дифузії водню в зварній пластині. З використанням енергетичного підходу механіки руйнування матеріалів створено нові розрахункові моделі для визначення періодів зародження та підростання до макроскопічних розмірів втомної мікротріщини біля наводненої вершини концентратора напружень. Побудовану в межах енергетичного підходу розрахункову модель докритичного росту втомної макротріщини у зварному з'єднанні узагальнено на випадок дії водневовмісного середовища та наявності дотичної складової тензора механічних напружень у зоні передруйнування біля вершини тріщини. З застосуванням наведених розрахункових моделей розв'язано декілька нових прикладних задач для визначення залишкової довговічності стикових зварних з'єднань та трубних елементів металоконструкцій.

  Скачати повний текст

Експериментально встановлено закономірності формування результуючого поля залишкових напружень стиску перед вершиною тріщини втоми, яке визначає характер втомного руйнування. Це поле формується під час взаємодії штучно наводжуваних гальмуючих тріщину напружень з напруженнями, викликаними зовнішнім навантаженням. Встановлено кінетику результуючого поля залишкових напружень в зоні тріщини втоми в процесі її розвитку під дією циклічного навантаження. Показано, що способи гальмування тріщин втоми, які базуються на штучному створенні перед їх фронтом залишкових напружень стиску близьких до половини межі текучості, забезпечують суттєве зростання циклічної довговічності елементів конструкцій з тріщинами (на порядок та більше). Запропоновано експериментально-розрахункову методику оцінки циклічної довговічності елементів конструкцій з тріщиною втоми, що гальмується. В основу методики покладено встановлення кореляційної залежності коефіцієнта ефективності гальмування тріщини втоми від параметру, який характеризує величину та розподіл штучно наведених задля її гальмування залишкових напружень стиску.

  Скачати повний текст

Вивчено закономірності виникнення і розвитку шаруватих руйнувань зварних з'єднань. Розроблено технологічні заходи їх запобігання на всіх етапах створення та експлуатації зварних конструкцій з урахуванням з текстури основного металу і умов експлуатації, включаючи температуру, навантаження і дію водневовмісних середовищ. Встановлено, що шаруваті розтріскування зафіксовані двох видів - низько- і високотемпературне. Відзначено, що залишковий ресурс конструкцій після тривалої експлуатації у водневовмісних середовищах визначається ступенем ураження стінки корпусу шарувато-водневими тріщинами, залежно від їх відносних розмірів, в'язкості руйнування і товщини прошарку "здорового металу", які можуть розвиватися та набувати форми міхурів. Проаналізовано залежність між опором шаруватому руйнуванню і структурними елементами ЗТВ у зварних з'єднаннях низьколегованих сталей.

  Скачати повний текст

Визначено напружено-деформований стан (НДС) сталевих зварних конструкцій та їх з'єднань з фланговими швами з урахуванням пружної податливості останніх. Одержано теоретичні розв'язки задач про НДС дво- і тришарових складених стрижнів з урахуванням пружно податливої роботи їх зв'язків у поздовжньому та поперечному напрямках. За допомогою методу скінченних елементів встановлено значення жорсткостей зварних кутових швів у процесі їх розтягнення-стиснення у поперечному напрямку залежно від величини катетів, розмірів щілин між з'єднуваними елементами та параметрів самих елементів. Проведено експериментальні дослідження з визначення НДС зварних двотаврових балок з перервними поясними швами, одержані результати співставлено з даними теоретичних розрахунків і виявлено їх збіжність. Складено методику з урахування пружної податливості флангових зварних швів у роботі сталевих конструкцій, обгрунтовано можливість її використання для розрахунків НДС конкретних зварних конструкцій та їх з'єднань, розрахункові схеми яких можна подати дво- та тришаровими складеними стрижнями. Розв'язано задачі про НДС реальної зварної балки, прогін якої складає 12 м, з неперервними та перервними поясними швами. Проведено порівняльний аналіз відповідних компонентів НДС, запропоновано метод розв'язання задачі з розрахунку стика двотаврової балки, виконаного за допомогою парних поясних накладок.

  Скачати повний текст

Розроблено комплексну систему екоаудиту щодо забезпечення ресурсозбереження, техногенної безпеки експлуатації зварних конструкцій (ЗК) екологічно небезпечних виробництв (ЕНВ) з одержанням інтегрованого природоохоронного ефекту. На базі розробленої методології й екоаудиту дослідження з системним підходом, декомпозицією техногенно-екологічної системи (ТЕС) на ієрархічні підсистеми науково обгрунтовано комплексну систему забезпечення ресурсозбереження й техногенної безпеки експлуатації зварних конструкцій ЕНВ з одержанням позитивного синергічного екологічного ефекту (ПСЕЕ). Показано, що використання удосконаленого технологічного процесу зварювання з охолодженням (автоматичного дугового зварюванн) сприяє зниженню емерджентності ТЕС з мінімізацією техногенного забруднення навколишнього природного середовища.Розроблено нові синергічні захисні композиції та модифіковані лакофарбові покриття на вторинній сировині, що підвищують рівень техногенної безпеки експлуатації ЗК в ЕНВ. Результати наукового дослідження впроваджено у виробництво та учбовий процес ВНЗ.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретико-експериментальну методику одержання та аналізу даних про розподіл напруг у зварених металоконструкціях коробчатої форми. Запропоновано для більш достовірного обліку впливу характеру розподілу напруг на працездатність конструкції використовувати експериментальні дані. Викладено робочу методику дослідження металоконструкцій. З використанням методу кінцевих елементів розроблено чисельну модель конструкції. Наведено результати експериментальних досліджень, які представлено у вигляді графіків, що дають наочне уявлення про розподіл напруг у різних перетинах моделі та дають змогу шляхом порівняння подібних кривих оцінити вірогідність результатів іспитів у цілому та установити, за яких величин навантажень в елементах моделей мають місце пружні деформації, за яких - залишкові.

  Скачати повний текст

Наведено розв'язання актуальної та важливої задачі розробки систем автоматизованого проектування великогабаритних просторових конструкцій. Запропонована система є інтеграцією з сучасними універсальними CAD/CAE/CAM-системами спеціальних модулів створення поточних геометричних і скінченно-елементних моделей конструкцій, що проектуються, з метою багатоваріантних розрахунків напружено-деформованого стану (НДС) для параметричного та структурного аналізу і синтезу їх елементів. Можливість виконання багатоваріантних розрахунків забезпечується запровадженням наскрізного параметричного опису на етапах геометричного, математичного та скінченно-елементного моделювання конструкцій. Систему розроблено на прикладі проектування рам вітроенергетичних установок великої потужності. З використанням запропонованої системи досліджено НДС рами для установки потужністю 1,5 МВт для фірми "Nordex", обгрунтовано її раціональні конструктивні параметри, що забезпечують працездатність, міцність і довговічність, а також розроблено раціональні форми зварних з'єднань силових елементів рами.

  Скачати повний текст