На основі представлених у повідомленні 1 результатів розглянута можливість використання порогових коефіцієнтів інтенсивності напружень для прогнозування границь витривалості титанових сплавів за допомогою формул лінійної механіки руйнування. Обгрунтовується методика прогнозування розвитку тріщин від втоми в конструкційних елементах.

В монографии рассмотрены апробированные однообразцовые методы определения характеристик сопротивления усталости материалов и деталей путем испытания их при регулярном или нерегулярном нагружении. Предложен новый производительный метод, пригодный для деталей из любых металлических материалов, основанный на фактографическом анализе усталостных изломов и кривой усталости нетрадиционной формы - с левым участком согласно степенному уравнению и правым участком согласно уравнению Вейбулла с двумя фиксированными параметрами, с точкой пересечения участков, играющей активную роль, который позволяет при любом исходе опыта в пределах многоцикловой области получить уточнение индивидуальных характеристик сопротивления усталости в сравнении с их значениями, отнесенными к каждой из двух моделей в отдельности. Такая кривая сочетает преимущества каждой модели и исключает их недостатки и потому может найти практическое применение взамен традиционной как при ускоренном определении характеристик сопротивления усталости, так и в инженерных расчетах при определении прочности и долговечности объектов.

Представлено результати розрахункового аналізу щодо визначення умов відкольного руйнування плутонію та його сплаву з 1,6 мас. галію за умови ударного навантаження. На основі раніше одержаних експериментальних даних визначено критичні розтягуючі напруження, що відповідають початковій стадії макроскопічного відкольного руйнування зразків. У розрахунках враховано пружнопластичні властивості матеріалів, поліморфні перетворення в сплаві за нормальної та підвищеної (315 оC) температур.

Розглядається можлива ефективність використання гармонічного аналізу циклу деформування пружного стержня під час вільних або резонансних коливань для оцінки пошкодження від втоми. При моделюванні пошкодження від втоми як порушення суцільності матеріалу, що обумовлює різницю модуля пружності при розтязі та стиску, і визначенні потенціальної енергії деформації стержня, зумовленої наявністю тріщини, на основі положень лінійної механіки руйнування одержано вирази для відносної зміни жорсткості стержня при наявності крайових і поверхневих тріщин. За допомогою асимптотичного методу нелінійної механіки одержано розв'язок у другому наближенні диференціального рівняння коливань стержня, нелінійність якого обумовлена "подихом" несуцільності матеріалу, що утворилася. Показано, що порушення суцільності матеріалу в результаті пошкодження від втоми зумовлює поряд зі зміною власної частоти коливань стержня чітке проявлення в циклі деформації стержня постійної складової та парних гармонік. Значення постійної та амплітуд парних гармонік, в першу чергу другої, можуть бути ефективним діагностичним параметром пошкодження від втоми.

Розглянуто проникання стального ударника у плити різної товщини із алюмінієвого сплаву. Встановлено, що опір прониканню на його початкових стадіях до розвитку руйнування визначається динамічним опором матеріалу деформуванню, в'язка складова якого (пропорційна швидкості пластичної деформації) превалює при швидкості до 500 м/с, а зміна глибини проникання в залежності від швидкості визначається хвильовими процесами в пластині, масштаб яких зв'язаний з її товщиною.

Захищаються принципи побудови та реалізації ІВС, які грунтуються на розроблених математичних моделях, формуючих повідомлення про навантажений стан об'єкту в достатньому обсязі для урахування процесу взаємодії його з середовищем, яке контролюється в реальному часі. Запропоновані нові методи і способи установлення конструктивно-функціонально-технологічної єдності об'єктів і ІВС, що дозволяють при мінімальній кількості незалежних змінних підвищити інформативність, надійність і достовірність одержаних зведень і в цілому ефективність систем визначення стану напружено-деформованих об'єктів. Розроблені нові принципи побудови вимірювальних структур і засоби їх реалізації дозволяють створювати єдині інформаційно-вимірювальні системи для всіх інтердисциплінарних класів напружено-деформованих об'єктів.

На базі побудованої авторами моделі визначено фазовий і напружено-деформований стани консолі з матеріалу з пам'яттю форми у разі термосилового навантаження та після припинення його дії. Проведено аналіз впливу зміни температури на розподіл залишкових напружень і переміщень в консолі, що дозволяє забезпечити їх оптимальний рівень.

Модель коливань тіла з тріщиною, що базується на різниці характеристик жорсткості при розтязі та стиску, подано як лінійну систему з кусково-постійними параметрами. Визначено параметри коливань такої системи. Побудовано залежності відносних розмірів тріщини від різниці амплітуд при розтязі та стиску, яка віднесена до амплітуди коливань тіла без тріщини з урахуванням опору. Викладені підходи можуть застосовуватися в оцінці залишкового ресурсу конструкції з тріщиною.

Розвинено метод дискретизації в задачах коливань механізмів і машин. Побудовано матриці впливу жорсткостей і податливостей для достатньо загальних одновимірних моделей механічних систем із деформівними та жорсткими ланками.

На основі аналізу розв'язку диференціальних рівнянь поздовжніх коливань макропружного тіла, нелінійність якого зумовлена "диханням" пошкодженого матеріалу, що циклічно деформується в умовах розтягу-стиску, оцінюється показність характеристики циклу деформування тіла за його вільних і вимушених коливань з метою діагностики пошкоджень елементів конструкції від втоми. Розглянуто наступні задачі: побудована найпростіша модель поздовжніх коливань механічних елементів із поперечними тріщинами; досліджено вільні коливання тіла з тріщиною за наявності сил опору, вимушені коливання тіла з тріщиною за наявності збурюючої сили без врахування та з врахуванням сил опору; розглянуто коливання стержня, коли опір відрізняється від лінійного. Показано, що наявність макротріщини зумовлює появу в спектрі циклу деформацій представницьких гармонік більш високого порядку, ніж перша, що може стати чутливим та ефективним вібродіагностичним параметром наявності тріщин у деталі.

Досліджено метод вільних коливань для неруйнучого контролю і оцінювання втомних тріщин. Вперше отримано аналітичні вирази, що визначають комплексну спектральну густину, спектральну густину потужності та фазу спектральної густини вільних коливань нелінійної одномасової моделі з тріщиною, на основі якої запропоновано вектор діагностичних ознак і вторинну діагностичну ознаку для неруйнуючого контролю та оцінювання втомних тріщин. Виявлено, що запропоновані ознаки визначені розміром тріщини. Отримані результати можуть бути використані для об'єктів контролю, що описуються нелінійною одномасовою моделлю.

Наведено результати експериментального дослідження взаємозв'язку між власною частотою згинальних та поздовжніх коливань за першою формою консольних стрижнів із титанового сплаву і легованих сталей та параметрами тріщини (глибина та місцезнаходження), а також результати відповідних розрахунків частоти коливань стрижнів із тріщиною, що базувалися на запропонованих у роботі аналітичних підходах. На основі порівняльного аналізу вибрано відносно прості і достатньо точні формули для розрахунків частоти згинальних і поздовжніх коливань консольного стрижня з відкритою або тією, що закривається, тріщиною.

Запропоновано застосування методів функції впливу і часткової дискретизації до розв'язання крайової задачі про згинні коливання неоднорідної консолі, що несе зосереджену масу. Для ілюстрації переваг вказаних методів детально розглянуто випадки повного і зрізаного кругових конусів, лінійного клину і піраміди, виготовлених із двох різних конструкційних матеріалів. Побудовано загальне характеристичне рівняння, яке дозволяє враховувати неоднорідні властивості матеріалів і геометрію поперечного перетину консолі. Отримано аналітичні вирази для трьох перших членів характеристичного ряду в замкнутому вигляді із застосуванням функції впливу Коші. Подано результати розрахунку двох перших частот власних коливань консолі, виготовленої із двох матеріалів в декількох геометричних варіантах. Показано добру збіжність чисельних і аналітичних розрахунків, що отримано відповідно методом часткової дискретизації і методом функції впливу. Дані результати добре узгоджуються з відомими із літератури теоретичними розрахунками, а також із результатами експерименту, що проведено авторами для випадку однорідної консолі.

На основі положень лінійної механіки руйнування отримано аналітичні вирази для визначення власних частот поздовжніх і згинальних коливань призматичних стрижнів за різних умов їх закріплення і співвідношень висоти перетину до довжини стрижня при наявності різного типу поперечних тріщин. Проведено зіставлення результатів аналітичного розв'язку з отриманими МСЕ, а також з експериментальними даними авторів та інших дослідників. Відзначено простоту наведеного аналітичного розв'язку і прийнятну точність отриманих результатів. На прикладі консольного стрижня з однією чи двома симетричними крайовими тріщинами або центральною наскрізною тріщиною розглянуто можливі залежності відносних змін власних частот коливань від відносної довжини тріщини, місця знаходження і форми коливань стрижня. Проаналізовано можливі способи оцінки розміру і місця знаходження тріщин за результатами експериментального визначення власних частот коливань стрижня з тріщиною.

Розглянуто можливість підвищення збіжності методу Бубнова - Галеркіна при дослідженні власних коливань складних континуальних систем, а також приклади використання викладеної пропозиції.

Розглядається ідеально пружний консольний стрижень з тріщиною. Вплив глибини та місцезнаходження тріщини на форму коливань стрижня моделюється локальною зміною поперечного перерізу. Задача розв'язується методом Релея. Отримано відносно прості формули для визначення власних частот першої форми згинальних та поздовжніх коливань консольного стрижня з відкритою та закритою тріщиною.

Изложен метод определения динамических коэффициентов интенсивности напряжений при воздействии динамического нагружения. Он базируется на решении задачи предельного равновесия цилиндрического образца конечных размеров с кольцевой трещиной. В процессе решения задачи использована экспериментальная диаграмма "нагружение - время". Найдена простая формула для нахождения динамического коэффициента интенсивности напряжений в зависимости от истории нагружения образца. Полученные результаты положены в основу экспериментальной методики определения динамической трещиностойкости материалов. Проведены экспериментальные исследования, результаты которых подтверждают эффективность приведенных формул.

Запропоновано новий варіант визначальних рівнянь анізотропної повзучості з урахуванням пошкоджень за їх тензорною мірою стосовно трансверсально-ізотропних матеріалів і розроблено числовий метод з програмним забезпеченням розрахунків на повзучість і тривалу міцність плоских елементів конструкцій. Надано теоретичне обгрунтування методу. Вірогідність результатів підтверджено задовільною відповідністю знайдених чисельних даних з відомими аналітичними та експериментальними. Обчислено й експериментально обгрунтовано нові закономірності анізотропної повзучості та руйнування плоских елементів конструкцій з концентрацією напруження та пошкоджень поряд із малими отворами. Метод використано для розрахунків на анізотропну повзучість матеріалів і плоских елементів конструкцій на етапі проектування.

Запропоновано аналітичний метод розв'язання задач про вільні коливання зі згасанням шаруватих балок, складених із двох зовнішніх, з'єднаних третім внутрішнім в'язкопружним шаром. Останній розглянуто як двонапрямлену вінклерівську основу. Верхній зовнішній шар, навантажений осьовою постійною силою, описано з використанням моделі Бернуллі - Ейлера, нижній змодельовано за моделлю Тимошенка. Вільні коливаня описано однорідною системою зв'язаних диференціальних рівнянь з частинними похідними. Після розділення змінних вихідної системи диференціальних рівнянь розв'язано крайову задачу. Таким чином отримано три комплексні рівняння для визначення частот і мод вільних коливань. Задачу про вільні коливання розглянуто для довільних початкових умов і різних осьових сил.

Наведено результати вібраційних досліджень зразків за наявності поперечних вирізів із гострою вершиною. Спостережено асиметрію циклу згинальних коливань, зумовлену спочатку наявністю концентратора, а далі поперечною тріщиною, що розвивається. Зафіксовано тривалість позитивного і негативного імпульсів. Наведено характерні результати експериментів, що ілюструють одночасну зміну в часі власної частоти коливань зразків і коефіцієнта асиметрії циклу, що дорівнює відношенню тривалості позитивного та негативного імпульсів. Встановлено, що коефіцієнт асиметрії циклу об'єктивно відображає характер і ступінь руйнування зразка під час вібраційних випробувань.