Стійкість сплаву Fe - Cr - Ni - N щодо окиснення за температури 1200 °C проаналізовано методом збільшення окисної ваги. Обговорено вплив компонентів C, Si, Ni та N на стійкість стосовно окиснення. Показано, що вміст вуглецю в межах 0,26 - 0,30 ваг. % сприяє стійкості щодо окиснення, коли відношення кількості атомів Cr до C дорівнює 90 - 110. Компонент N також може захищати сплав від окиснення, але його вміст повинен бути нижчим за 0,30 ваг. %. На підставі механізму окиснення зазначено, що шпінель є непотрібною як захисна окисна плівка.

Запропоновано гібридні рівноважні скінченні елементи, засновані на прямій апроксимації поля напружень в області поля зміщень на границі. Структура поділяється на далеке поле, яке розглядається як нескінченний суперелемент, і близьке поле, яке, в свою чергу, дискретизується в скінченні елементи. Зміщення в областях типових скінченних елементів одержано з заданого поля напружень в цих областях за допомогою динамічних рівнянь рівноваги. Рівняння Гельмгольца задовольняються в області нескінченного суперелемента і поля напружень в цій області зв'язані з пружними та сумісними зміщеннями. Кінцева основна система є симетричною, розрідженою, якщо виконані всі вимоги, додатньою. Представлено числові застосування для ілюстрації практичної реалізації формулювань.

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.24 + В379.13

Рубрики:

Оптичні властивості напівпровідників

Квантова теорія

Шифр НБУВ: Ж72631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Селективное лазерное плавление (СЛП) использовано для изготовления изделий из нержавеющей стали 316L. Исследованы основные характеристики и металлургические механизмы процесса селективного лазерного плавления. С применением методов оптической микроскопии, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного рентгеноспектрального анализа изучены морфология поверхности, микроструктура и элементный состав полученных зон проплавления и образцов. На поверхности зон проплавления обнаружены пластинчатые образования, подобные формируемым в процессе сварки. Центральная область проплавленной зоны представляет собой ячеистую микроструктуру, а краевая область ванны расплавленного металла - столбчатую структуру, образованную в результате теплопереноса. Поверхность изделия, изготовленного методом СЛП, при малом увеличении имеет линейчатый характер, а при большом увеличении отражает процесс затвердевания и кристаллизации. Кроме того, на поверхности изделия СЛП можно обнаружить небольшое количество оксидов и капель металла, склонных к сфероидизации. Микроструктура изделия является тонкокристаллической, при этом кристаллы ориентированы во множественных направлениях. Тонкокристаллическая структура образована в процессе сверхбыстрого охлаждения, а ориентированные во множественных направлениях кристаллы являются результатом переменного направления теплопереноса. Элементы распределены равномерно, их скоплений не обнаружено. Также рассмотрены металлургические механизмы формирования описанных характеристик.

Індекс рубрикатора НБУВ: К204.3 + В379.22в734.4

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в металах і сплавах. Теорія термічної обробки

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено існування періодичних розв'язків функціонально-диференціальних систем другого порядку з залежним від часу оператором та запізненнями. При цьому матриця коефіцієнтів нейтрального різницевого оператора не є сталою на відміну від випадків, описаних у літературі. Одержано деякі властивості нейтрального змінного за часом різницевого оператори та результати щодо існування періодичних розв'язків нейтральних функціонально-диференціальних систем другого порядку. Наведено числовий приклад для ілюстрації теоретичних результатів.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д332.411-4

Шифр НБУВ: Ж41279 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.236 + В372

Рубрики:

Структура твердих тіл

Шифр НБУВ: Ж42080 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Высокая вязкость плавления термопластических композиционных материалов не позволяет использовать значительные объемные долевые концентрации армирующих наполнителей. Эта проблема может быть решена путем in-situ полимеризации циклобутилентерефталатной смолы с чрезвычайно низкой вязкостью. Изготовлены поли(циклобутилентерефталатные) композиционные материалы, армированные непрерывным стекловолокном (GF/pCBT) с высоким его содержанием, изучены механические свойства с учетом весовой доли катализатора и степени наполнения волокном. Предел прочности композиционных материалов при растяжении в продольном направлении возрос за счет увеличения объемной доли концентрации волокна, изучено влияние объемной доли волокна на прочность при изгибе для композиционных материалов с высокой степенью наполнения волокном. Исследованы механические свойства и режимы разрушения GF/pCBT сваренных плавлением соединений с различным количеством зон связывания разной длины. Установлено, что можно получать высокопрочные композиционные материалы, пригодные для сваренных плавлением конструкций.

Індекс рубрикатора НБУВ: К272.204.3

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення у нержавіючих (антикорозійних) і кислототривких сталях

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

С целью быстрого восстановления отверстий неправильной формы в тонкостенных конструкциях в процессе ремонта авиационных конструкций внедрена технология резки металла кумулятивными зарядами. Выполнен численный расчет динамического процесса резки с использованием программного комплекса ANSYS, а также проведены испытания по резке пластины из алюминиевого сплава 2А12 толщиной 2 мм с помощью кумулятивных зарядов. Установлено, что быстрая резка проводится равномерно, обеспечивая четкий край и хорошую линейность. Метод разделения пластины мишени методом кумулятивной резки представляет собой разновидность метода "предварительного заглубления" и "позднего износа". Использование технологии резки кумулятивными зарядами может быть полезным при ремонте повреждений тонкостенных авиационных конструкций.

Выполнены испытания железобетонных балок в виде разрезного стержня Гопкинсона с целью оценки влияния различных скоростей деформации, коэффициента армирования и схемы армирования на их динамические характеристики разрушения. Использовались образцы с девятью различными коэффициентами армирования. Экспериментальные результаты показали, что прочность разрезных стержней из железобетона при растяжении достигает критического значения при некоторой скорости деформации, выше которой наблюдается существенное повышение динамической прочности. Установлено, что в исследованном диапазоне скоростей деформации динамическая прочность разрезных железобетонных стержней выше, чем бетонных образцов того же класса, и с увеличением коэффициента армирования она повышается. Эти результаты могут быть использованы при проектировании строительных конструкций из железобетона.

При проектировании тандемной боеголовки, покрытой новой противовзрывной реактивной броней, необходимыми условиями являются возможность пополнения боекомплекта и улучшения характеристик повреждения от предыдущего поражающего элемента так, чтобы канал был готов для последующего пробития поражающим элементом. При этом выбор материала облицовки кумулятивного заряда в боеголовке может способствовать улучшению общей характеристики пробивной способности поражающего элемента. Традиционные облицовки кумулятивных зарядов, выполненные из металлов или сплавов металлов с высокой плотностью, высокой скоростью распространения звука и хорошей пластичностью, обладают способностью к формированию нужного профиля и стабильности струи поражающего элемента, а также имеют преимущества в значительной ударной силе и высокой пробиваемости при поражении цели. Однако если для ударного воздействия на реактивную броню используются традиционные облицовочные материалы, слабая способность пополнения боекомплекта и взрывы наведенных зарядов предотвращают последующее пробитие поражающим элементом основной брони. Кроме того, реактивный поражающий элемент, сформированный с помощью облицовки кумулятивного заряда с использованием материалов с низкой плотностью, обычно характеризуется небольшой глубиной пробития реактивной брони. В качестве материала облицовки кумулятивного заряда используется наполненный модифицированный политетрафторэтилен. Оценка и сравнение характеристик поврежденности брони поражающими элементами, сформированными с использованием металлической или неметаллической облицовки, осуществлялись посредством численного моделирования и экспериментальных исследований. Полученные результаты показали, что при увеличении на 11,1 % диаметра реактивного поражающего элемента с использованием композита политетрафторэтилен-медь по сравнению с поражающим элементом, облицовка которого выполнена из политетрафторэтилена, размер его в 2 раза меньше, чем последнего. Способность к более быстрому пополнению боекомплекта в зависимости от цели важна при открытии канала для последующего элемента тандемной боеголовки. Кроме того, по сравнению с реактивным поражающим элементом, облицовка которого выполнена из политетрафторэтилена, глубина пробития и диаметр отверстия снаряда с использованием политетрафторэтилена-меди увеличились на 45,8 и 12,6 % соответственно, что говорит о высоком потенциале поражающего элемента, облицовка которого выполнена из политетрафторэтилена-меди. Представленный сравнительный анализ характеристик поврежденности от действия поражающего элемента при использовании различных материалов в условиях высокоскоростного ударного нагружения дает базовый справочный материал для исследования и проектирования противотанковой тандемной боеголовки с большими апертурами пробития и высокими характеристиками пробиваемости.

С использованием теоретических, экспериментальных и численных методов исследованы характеристики формирования реактивной струи кумулятивного заряда с облицовкой из высокополимерных материалов и его пробивающей способности. Для описания условия сцепления частиц реактивной струи представлены вязкоупругая модель и уравнение сжимаемой жидкости. Показано, что реактивная струя с частицами высокополимерных материалов формируется дистанционно. Исследованы 2 вида материала облицовки: высокополимерный материал ПТФЭ и чистая медь. Представлено соответствующее компьютерное моделирование формирования двух реактивных струй. Для наблюдения за дистанционно формируемой реактивной струей кумулятивного заряда с облицовкой из ПТФЭ и меди использовали технологию импульсной рентгеновской фотографии. Результаты моделирования и радиографии показывают, что 2 реактивные струи с дисперсией частиц и дисперсией в радиальном направлении характеризуются вязким поведением, которое, по-видимому, зависит от материала облицовки. Как следствие, в области высокого давления произошло гашение реактивной струи, так как резкое повышение давления обусловливает появление радиальной скорости, что приводит к расширению в поперечном направлении. По сравнению со стандартной пробиваемостью снаряда с облицовкой из меди дистанционно формируемая реактивная струя с использованием полимера имела большую апертуру и меньшую глубину пробития. Из-за низкой плотности полимера в облицовке этот снаряд имеет ограниченную пробивную способность по сравнению со снарядом с облицовкой из меди. Результаты моделирования хорошо согласуются с экспериментальными данными. Для получения лучших тактико-технических характеристик полимерный материал может быть модифицирован, что значительно повысит пробивную способность реактивной струи кумулятивного заряда.

20-валковый стан Сендзимира широко используется при прокатке рулонным способом. Существующая литература, в которой анализируется деформация валка, сфокусирована на всей системе валков. Исследования по деформированию каждого валка в отдельности и его влиянии на процесс прокатки отсутствуют. Создана механическая модель рабочего валка, первого промежуточного валка, второго промежуточного приводного валка и второго промежуточного натяжного ролика, а также рассчитано контактное усилие каждого валка в процессе прокатки. На базе результатов расчетов разработана конечноэлементная модель. Упругое деформирование каждого валка проанализировано за 3 прохода прокатки. Установлено, что результирующая сила рабочего валка является максимальной для всех валков, а максимальная упругая деформация каждого валка возникает при втором проходе прокатки. Обычно радиальная упругая деформация каждого валка влияет на прокатанный листовой материал, что проявляется в неравномерной толщине полосы. Каждый валок подвергается воздействию циклического напряжения, поэтому изгибная деформация, приводящая к возникновению в нем усталостной трещины, может сократить срок его службы.

В рамках подхода молекулярной структурной механики исследуется влияние двойных атомарных вакансионных дефектов кристаллической решетки на упругие свойства однослойных листов графена с зигзагообразной и плетеной структурой. Для моделирования межатомных сил связей типа углерод - углерод используется пространственная структурная сетка. Результаты численного моделирования, полученные методом конечных элементов, подтверждают, что наличие указанных вакансионных дефектов снижает модуль упругости графена, что приводит к уменьшению его несущей способности. Установлено, что увеличение количества вакансионных дефектов обусловливает снижение модуля упругости и коэффициента Пуассона однослойных листов графена.

Витой взрывной пенетратор - новая конструкция, основаная на использовании предварительно свернутого двойного слоя материала: наружный слой высокой плотности, формирующий облицовку, и внутренний слой низкой плотности, образующий сердцевину. Пенетратор не только проникает сквозь броню, но и обладает высоким бризантным дробящим действием за мишенью при атаке объектов с легкой броней. Осколки, образовавшиеся вследствие значительного латерального эффекта, способны уничтожать живую силу и боевую технику, увеличивая тем самым нанесенный ущерб. Конструкция и материалы сердцевины и облицовки являются основными факторами, определяющими проницаемость заряда и формирование осколков. Влияние материала слоев на структуру пенетратора изучено с помощью анализа AUTODYN. Различие в скорости по толщине и на поверхности контакта двух слоев обеспечивает отделение сердцевины от облицовки. Пенетратор, обладающий значительным латеральным эффектом, может быть использован в процедуре выбора материалов слоев. Подтверждена эффективность конструкции пенетратора с использованием двойных слоев.

Трение и износ традиционных износостойких материалов для поясов сравнивали с этими же характеристиками нового материала для бурового разреза. Использован испытательный стенд SD-1 с контртелом из стали 42Mn2V, моделирующий режим глубоких и сверхглубоких скважин, с целью разработки рекомендацией по использованию износостойкого пояса в условиях трения. Показано, что трение и износ поликристаллического алмазного композита гораздо ниже, чем традиционных износостойких материалов, например, трение и износ сплава FeNiNb выше, чем сплава FeCrMnMo. Из трех износостойких материалов наилучшую двухстороннюю защиту обеспечивает алмазный композит, что подтверждает эффективность его использования для поясов буровых разрезов в глубоких и сверхглубоких скважинах. Преобладающим механизмом является микроабразивный износ, сопровождаемый абразивным, при этом степень износа композита наименьшая.

Індекс рубрикатора НБУВ: К651.61,27

Рубрики:

Азотування металів

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

В рамках ранее предложенного авторами подхода на основе мультимасштабного моделирования исследуется влияние двойных атомарных вакансионных дефектов на упругие свойства полимерных нанокомпозитов из однослойных листов графена. Моделирование полимерной матрицы осуществляется методом конечных элементов, а интерфазный слой и однослойный лист графена моделируются на атомарном уровне в рамках молекулярной структурной механики. На основании концепции потенциала Леннарда-Джонса предполагается наличие зависимости ван дер Ваальса между свойствами однослойных листов графена и полимерной матрицы. Результаты численных расчетов показывают, что модуль упругости полимера можно увеличить в 17 раз за счет добавления 5 %-ной объемной доли однослойного листа графена. Установлено, что при увеличении количества двойных атомарных вакансионных дефектов модуль упругости полимерных композитов из однослойными листами графена снижается, в то время как с ростом объемной доли однослойных листов графена наблюдается его повышение.