Розроблено конструкції засобів для оцінки динаміки розвитку процесів водневого розтріскування конструкційних матеріалів у середовищі газоподібного водню високих температур і тисків.

Індекс рубрикатора НБУВ: В251.629.604-01

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

На основании баланса работ пластических деформаций и разрушения в пластической зоне возле фронта трещины в упругопластическом теле аналитически установлены и экспериментально подтверждены критерии предельного состояния, а также направление начального распространения трещин в условиях сложных напряженных состояний при возможной реализации одновременно трех макромеханизмов (I + II + III). Апробация критериев осуществлена с помощью предложенных экспериментальных методик для реализации макромеханизмов разрушения.

Предложен энергетический подход к определению остаточного ресурса элементов конструкций с трещинами при двухчастотной нагрузке в условиях двухосного растяжения-сжатия. Его применено к трубе нефтепровода с трещиной на внутренней поверхности. Труба рассмотрена как бесконечная пластина с поверхностной полукруговой трещиной, нагруженная продольным растяжением-сжатием от нагрева-охлаждения трубы и ее зажатием грунтом, а также внутренним давлением при перекачивании нефти. Двухчастотное изменение давления в трубе возникает вследствие турбулентности потока нефти (высокая частота), закрытия и открытия задвижек, остановки насосов (низкая частота). Показано, что пренебрежение продольным растяжением-сжатием трубы и колебаниями давления нефти при расчете долговечности трубы нефтепровода может привести к значительной переоценке ее остаточного ресурса.

Предложено методику испытаний материалов на статическую трещиностойкость при смешанном разрушении (I + II) (разрыв и поперечный срез) и (I + III) (разрыв и продольный срез). Испытаны цилиндрические образцы с кольцевым надрезом или кольцевым и боковым надрезами при нагружении совместным растяжением и кручением. Описаны образцы, предложены методики испытаний, определения силовых и деформационных характеристик трещиностойкости при указанных условиях нагружения, обработки результатов в виде диаграмм трещиностойкости. Методику разработано в соответствии с требованиями и правилами, предъявляемыми национальными стандартами.

Індекс рубрикатора НБУВ: К232.106.22

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Предложен смешанный аналитико-экспериментальный метод определения динамических коэффициентов интенсивности напряжений (ДКИН) при ударных испытаниях кручением цилиндрических образцов с внешней кольцевой трещиной. Получены простые аналитические формулы для нахождения ДКИН, которые содержат параметры, определяемые на основании экспериментальных исследований. Результаты, полученные на основании этих формул и методом конечных элементов, хорошо согласуются. Выполнен электронно-фрактографический анализ изломов образцов и описаны характерные механизмы разрушения при высокоскоростном кручении цилиндрических образцов.

За допомогою енергетичного підходу механіки руйнування аналітично встановлено деформаційний і силовий критерії гранично-рівноважного стану тіла за умов змішаного навантаження і дії водню. Запропоновані критерії фізично обгрунтованіші, оскільки враховують реалізацію одночасно трьох макромеханізмів руйнування і вичерпання пластичності у всій зоні передруйнування. Тому їх можна використовувати для визначення залишкової міцності елементів конструкцій, які працюють за умов складного напруженого стану і дії водню.

Сформульовано теоретико-експериментальні засади встановлення межово-рівноважного стану тіл з тріщинами за умов їх складного деформування. Розроблено методики визначення характеристик статичної та циклічної тріщиностійкості конструкційних матеріалів, сформовано бази даних про ці характеристики. Для оцінки змішаного руйнування матеріалів розроблено розрахункову модель межово-рівноважного стану тіла з тріщиною за тривісного статичного та циклічного навантажень на базі енергетичного критерію. Визначено опірність матеріалу руйнуванню за умов складного напруженого стану під статичним навантаженням на базі діаграм межово-рівноважного стану тіл з тріщинами з урахуванням силових та деформаційних характеристик тріщиностійкості матеріалів. Розроблено методики визначення характеристик статичної тріщиностійкості за змішаних механізмів руйнування конструкційних сталей, що дозволяє встановити допустимі розміри дефектів опорних валків прокатного стану для заданих експлуатаційних умов навантаження. Запропоновано новий підхід до визначення пружно-пластичних переміщень біля вершини тріщини з використанням методу цифрової кореляції спекл-зображень деформованої поверхні матеріалу зразка. Проаналізовано розподіл деформації та напружень біля вершини тріщини, установлено величину пластичної зони передруйнування, визначено величину деформацій і напружень за складного навантаження. Для опису втомного руйнування за цих умов запропоновано модель зростання тріщини, яка грунтується на енергетичній концепції, згідно з якою тріщина пошириться, якщо дисипація енергії пластичних деформацій

Розроблено ідеологію визначення параметрів напружено-деформованого стану (НДС) конструкційних матеріалів. Створено методологію вимірювання параметрів НДС засобами інформаційної технології відбору даних про об'єкт дослідження. Запропоновано системну модель метрологічного забезпечення вимірювання параметрів НДС матеріалів за допомогою тензометричного методу.

Розроблено розрахунково-експериментальну методику оцінювання енергії руйнування композиційних матеріалів, яка полягає у визначенні методом цифрової спекл-кореляції переміщень поверхні в околі вершини концентратора напружень за статичного розтягу. За розподілом переміщень розраховано деформації в зоні передруйнування, розкритя та зсув берегів тріщини для заданого зусилля навантаження і бази вимірювання. Із діаграми статичного розтягу зразка для встановленої деформації одержано напруження в зоні передруйнування. На базі цих даних визначено енергію руйнування композита. Наведено результати досліджень для тришарового композиційного матеріалу на базі епоксиднофенольного пластика, хаотично армованого дисперсними частинками.

Запропоновано теоретико-експериментальну модель росту втомної тріщини у водневовмісному середовищі. В її основу покладено закономірності вичерпання енергетичних запасів матеріалу за циклічного руйнування та впливу водневовмісного середовища на механічні характеристики матеріалу. За деформаційним підходом механіки руйнування для визначення умов пружно-пластичного деформування матеріалу біля вершини тріщини одержано аналітичні залежності. Враховано ефекти закриття тріщини та асиметрію циклу навантаження. Оцінено взаємодію різних явищ, спричинених воднем, та їх загальний вплив на зміну швидкості росту втомної тріщини. Порівняно розрахункові значення швидкості росту втомної тріщини з експериментальними за різних умов для двох типів сталей.

Розроблено методику експериментальних досліджень деформування та руйнування зразків вуглепластикових композитів. Наведено схему експериментальної установки та проаналізовано результати досліджень. Показано ефективність методу електронної спекл-інтерферометрії для виявлення дефектів у вуглепластикових композитах, а також для оцінювання їх критичного напружено-деформованого стану.

Визначено статичну тріщиностійкість на компактних зразках Річарда зі сталі 17Г1С та встановлено критичне розкриття тріщини за поперечного зсуву. Випробувано зразки за циклічного навантаження, модернізовано зразок Річарда для покращання умов зародження та росту тріщини поперечного зсуву. З застосуванням методу цифрової кореляції зображень одержано розподіл деформацій біля вершини концентратора.

Проаналізовано та розвинуто наукові й інженерні підходи механіки руйнування та міцності матеріалів до оцінювання характеристик тріщиностійкості конструкційних матеріалів і елементів конструкцій за статичного та циклічного складного навантажень. Сформульовано розрахункову модель гранично-рівноважного стану тіла з тріщиною за тривісного статичного та циклічного навантажень. Розроблено методики визначення характеристик статичної та циклічної тріщиностійкості за мішаних механізмів руйнування конструкційних сталей. Запропоновано новий підхід до оцінювання пружно-пластичного деформування матеріалу зони передруйнування на основі методу цифрової спекл-кореляції зображень. Наведено приклади визначення допустимих розмірів дефекту опорного валка прокатного стану та оцінено залишковий ресурс труби магістрального нафтопроводу з дефектом із урахуванням пульсації робочого тиску та поздовжнього розтягу-стиску.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж306.223 + В251.630.400.2

Рубрики:

Утомна (циклічна) міцність (утома, витривалість) матеріалів

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.062.2

Рубрики:

Міцність заліза та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Запропоновано конструкцію зразка для дослідження втомного руйнування сталей за поперечного зсуву. З використанням методу скінченних елементів одержано формулу для визначення коефіцієнта інтенсивності напружень з урахуванням тертя берегів тріщини. Розроблено методику побудови кінетичних діаграм втомного руйнування (КДВР) за поперечного зсуву та апробовано її на зразках з конструкційної сталі 65Г. Побудовано КДВР та апроксимовано її середню ділянку лінійною залежністю за встановленими параметрами.

Запропоновано теоретико-експериментальний підхід для оцінювання концентрації водню в зоні передруйнування. Побудовано графічні залежності концентрації водню від механічних характеристик матеріалу та зовнішнього навантаження.

Розглянуто особливості розв'язку задачі реєстрації переміщень елементів поверхні деформованого об'єкта. Вихідними даними є зображення, зафіксовані в різні моменти часу. Варіаційну задачу мінімізації функціонала, що характеризує ступінь відмінності між зображеннями, зведено до розв'язку параболічного диференціального рівняння.