Стисло описані деякі макромеханічні моделі для визначення втомної довговічності. Їх можна класифікувати як підходи "гарячої точки", середнього напруження інтенсивності поля напружень та об'ємні. Запропоновано новий підхід, який грунтується на інтенсивності поля напружень та об'ємному підходах і краще пояснює роль найважливіших факторів у процесі втомного руйнування. Викладені підходи зіставлено з результатами втомних досліджень.

Определены упругие свойства композитов с хаотической структурой. Рассмотрен вопрос о влиянии взаимодействия между компонентами керамического композиционного материала на прочностные свойства. Проведены аналитические исследования композиционных материалов с хрупкой матрицей при статических и циклических нагрузках. Сделан анализ вероятности разрушения керамических вкладок в композитных конструкциях. Описаны особенности деформационного упрочнения структуры поликристаллов при спекании порошков кубического нитрида бора. Приведены результаты обработки твердосплавных пластин импульсным магнитным полем. Выведены данные об измененных упругих и неупругих свойствах сверхпластичного материала в условиях действия внешних механических напряжений. Раскрыты особенности механического поведения аморфных металлических сплавов. Сделана оценка спектрального и фрактального состояний некоторых аморфных металлов. Исследован комплекс приповерхностных свойств твердых тел методами динамического наноиндентирования. Освещены вопросы изготовления деталей подъемно-транспортных машин методами порошковой металлургии.

Проаналізовано експериментальні дані малоциклової втоми під час двовісного непропорційного деформування різних типів матеріалів. Запропоновано деформаційний параметр - зведений розмах деформацій для отримання кореляційної залежності з довговічністю. Для більшості матеріалів, що розглянуті в роботі, ця залежність може бути отримана за результатами одновісних експериментів та описана лінійною функцією.

Трехмерная задача теории упругости о взаимодействии трещин в теле сведена к решению системы граничных интегральных уравнений относительно функций, характеризующих взаимное смещение противоположных поверхностей трещин в процессе деформации тела. Регулярные ядра этих уравнений, учитывающие взаимодействие трещин через границу раздела материалов, выписаны в явном виде для параллельных трещин. Использован численно-аналитический подход к решению полученных граничных центральных уравнений. Для двух дискообразных параллельных трещин в разных материалах, нагруженных нормальными усилиями, получены зависимости коэффициентов интенсивности напряжений от соотношения между упругими постоянными составляющих тела для различных расстояний трещин к границе раздела материалов.

Обобщены работы по созданию опытных машин для испытания на усталость образцов и элементов конструкций в Институте механики НАН Украины и в ряде других институтов технического профиля НАН Украины. Дана оценка роли динамических свойств испытательных машин в изучении усталости материалов. Обобщен опыт расчетных поисков оптимальных решений, накопленный при конструировании машин. Принятая унификация колебательных систем испытательных машин позволила ввести в динамические расчеты ряд обобщенных характеристик и на их основе выполнить анализ динамических ошибок в определении нагрузок при испытании на усталость, эффективность возбуждения динамических нагрузок в испытательных машинах, их производительность (рациональные частоты силовозбуждения), чувствительность режима испытаний к состоянию образца.

Наведено експериментальні дані про дроблення, розліт і проникання в перешкоди уламків тонкостінних сферичних оболонок з м'якої сталі або алюмінієвого сплаву, що навантажені зсередини вибухом заряду вибухової речовини сферичної форми. Встановлено швидкості, кількість і середні розміри уламків для оболонок різних розмірів, а також максимальні глибини проникання уламків у перешкоди з гомогенних і гетерогенних матеріалів. Виявлено деякі характерні особливості фрагментації сферичних оболонок під час внутрішнього навантаження вибухом. Зроблено спробу описати характерний (середній) розмір уламка за формулою, одержаною з балансу пружної енергії та роботи руйнування. Вибрано товщину протиуламкових шарів з деяких конструкційних матеріалів, що дозволяє ловити уламки з м'якої сталі або алюмінієвого сплаву, які виникають під час вибуху конкретних зарядів вибухової речовини сферичної форми.

У посібнику висвітлено питання металознавства, мікромеханіки та феноменології пружного і пластичного деформування й руйнування матеріалів. Викладено математичну теорію дислокацій, яка пояснює більшість механізмів необоротного деформування кристалічних матеріалів. Розглянуто основні положення теорій пластичного деформування матеріалів та методи розв'язування відповідних задач МДТТ. Висвітлено теорії пластичної текучості, ковзання, деформацій; теореми про пластичне руйнування, пристосування пружно-пластичних тіл за умов циклічного навантажування, задачі пружно-пластичного кручення призматичних стрижнів та плоскої деформації. Міститься аналіз питань глобальної міцності: механічних теорій міцності, статистичних аспектів руйнування матеріалів і конструкцій та руйнування внаслідок накопичення пошкоджень. Досліджено питання механіки руйнування тіл (конструкцій) з тріщинами. Розглянуто метод функцій стрибка та його застосування до розв'язування двовимірних задач теорії тріщин і тонких дефектів у плоскій та антиплоскій постановках. Викладено засади лінійної та нелінійної механіки руйнування, кінетики тріщин та динаміки середовища з непорушними і рухомими тріщинами, методи припинення руху тріщин.

Проаналізовано питання глобальної міцності: механічних теорій міцності, статистичних теорій руйнування матеріалів і конструкцій та руйнування внаслідок накопичення пошкоджень. Розглянуто основні аспекти механіки руйнування тіл (конструкцій) з тріщинами. Висвітлено метод функцій стрибка та його застосування для розв'язування двовимірних задач теорії тріщин і тонких дефектів у плоскій та антиплоскій постановках. Викладено засади лінійної та нелінійної механіки руйнування, кінетики тріщин та динаміки середовища з непорушними і рухомими тріщинами, методи спинення руху тріщин.

На основе модели тонких полос пластичности и метода сингулярных интегральных уравнений получено в замкнутой аналитической форме решение задачи о напряженно-деформированном состоянии у вершины усталостной трещины с учетом реверсивной пластичности материала в зоне предразрушения и эффекта закрытия трещины. Решение использовано для прогнозирования роста трещин при нагружении с постоянной и переменной амплитудами и анализа поведения малых трещин. Показано, что полученные результаты согласуются с экспериментальными данными.

На основе полученных экспериментальных результатов приведены качественные и количественные оценки прочности и трещиностойкости листовых материалов в зависимости от температурно-силовых условий нагружения и ориентации трещины относительно главных осей тензора напряжений. Установлена связь между параметрами напряженно-деформированного состояния пластины на удалении от трещины и в окрестности ее вершины. Подтверждена устойчивая зависимость критического раскрытия трещины от вида напряженного состояния в локальной зоне у вершины трещины, что позволяет максимально приблизить по виду напряженного состояния условия лабораторных испытаний к реальным режимам эксплуатации элемента конструкции.

С использованием представленной механики сплошной среды, положений неравновесной термодинамики сформулирована математическая модель многокомпонентного упруговязкого материала в условиях его деградации. Полученные реологические соотношения обобщают известные модели Максвелла и Фохта на случай взаимозависимых явлений диффузии, теплопроводности и накопления повреждений. Указана возможность привлечения данных уравнений для адекватного описания процессов разрушения материалов при их контакте с агрессивными средами.

Описано машину для випробування зразків матеріалів і елементів конструкцій на втому за сумісної дії чистого згину та крутильного моменту. Розглянуто навантажувальний пристрій, конструктивні та кінематичні особливості механізмів, які усувають взаємовплив компонент навантажень. Наведено технічну характеристику машини.

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.

Розглянуто деякі некласичні проблеми механіки руйнування, аналіз яких було проведено в Інституті механіки (Київ) протягом останніх тридцяти років.

Рассмотрена трещина между двумя анизотропными полуплоскостями под действием нормальной и сдвиговой нагрузки на бесконечности. С целью устранения особенностей напряжений на продолжении трещины введены полосы пластичности с определенным законом изменения напряжений в этих полосах. В результате сведения проблемы к краевой задаче Римана и использования точного решения задачи получены трансцендентные уравнения относительно длин указанных полос и аналитические выражения для напряжений в них. Из предположения, что в полосах пластичности материал идеально пластический, а полуплоскости ортотропны, получены численные значения длин таких полос в зависимости от внешней нагрузки и механических характеристик материалов.

Розглянуто множинне руйнування поверхні навантажених матеріалів, при якому одночасно реалізуються два основні процеси пошкодженості - зародження і розповсюдження коротких розсіяних тріщин. Зародження тріщин моделювалось у вигляді пуассонівського точкового процесу як з постійною, так і залежною від часу інтенсивністю. Розповсюдження тріщин із випадковою швидкістю описувалось лінійною функцією приросту довжини від часу. Розглянуто різні типи розподілу швидкості росту тріщин: рівномірний, гамма-розподіл, у тому числі показовий. Одержані при цьому статистичні розподіли довжини розсіяних тріщин подібні і в приведеному вигляді можуть бути описані узагальненою експоненціальною залежністю.

Викладено основні положення механіки руйнування, розглянуто умови автомодельності зони передруйнування. Описано деформаційну модель пружнопластичного тіла з тріщиною, яка окремо моделює зону пластичного деформування і розпушення матеріалу. Наведено методи розв'язання задач теорії тріщин для скінченних тіл: граничної інтерполяції та еквівалентних напружених станів. У рамках викладених підходів наведено розв'язання конкретних задач механіки тіл із тріщинами для визначення коефіцієнтів інтенсивності напружень, розкриття вершини тріщини, кута закручування та інших важливих параметрів у скінченних тілах із тріщинами. Запропоновано методику визначення характеристик деформаційної тріщиностійкості матеріалів та приклади розрахунку залишкового ресурсу елементів конструкцій з урахуванням їх дефектності.

Получена формула для термомеханической усталости, связывающая циклическую долговечность с рабочими параметрами переменных силового и теплового полей и физико-механическими характеристиками материала. Получены уравнения механической и термической усталости. Сравнение теории с экспериментом дало хорошее совпадение. Показано, что физическая сущность усталости заключается в активном течении компрессон-дилатонных фазовых переходов, тепловая недостаточность при дебаевой температуре стимулирует возникновение потока отказов межатомных связей.

На основе термодинамического уравнения состояния твердых тел получена формула долговечности в силовых и тепловых полях. Степень соответствия теории с экспериментом подтверждена испытанием материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Показаны пути обеспечения надежности и долговечности на стадии проектирования и в период эксплуатации. Предложены основы физической теории надежности, схема расчета и методы обеспечения долговечности.

Індекс рубрикатора НБУВ: К66-15 + Ж306.22

Рубрики:

Корозія металів. Захист металів від корозії

Міцність матеріалів

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ