Розроблено ймовірнісну модель багатоосередкової пошкоджуваності, яка базується на експериментально виявлених закономірностях множинного руйнування та описує процес об'єднання розсіяних поверхневих мікротріщин (МТ) з метою прогнозування межового стану конструкцій за критерієм формування тріщин межової довжини за рахунок об'єднання розсіяних МТ. На підставі експериментально виявлених закономірностей множинного руйнування сплаву Д16АТ розроблено методологію проведення числового моделювання багатоосередкової пошкоджуваності матеріалів і математичну модель, яка описує процес ушкодження матеріалу системою поверхневих МТ. Розроблена методика комп'ютерного моделювання багатоосередкової пошкоджуваності може бути використана для імітаційного моделювання множинного руйнування конструкційних матеріалів без проведення трудомістких натурних експериментальних досліджень. Межовий стан конструкції досягається за рахунок об'єднання МТ, які утворюють спочатку невеликі фрактали, що збільшуються з кожним етапом наробітку, а згодом лавиноподібно ростуть, поглинаючи МТ та фрактали, які попадають в зони їх впливу. Установлено, що для надійного прогнозування межового стану необхідно обмежитися часом в 70 % від загальної тривалості процесу накопичення пошкоджень до руйнування.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано спосіб оптимізації чутливості монокристалічних сенсорів вичерпання ресурсу на базі дослідження закономірностей процесів втоми кристалів алюмінієвого сплаву АД-1 за методом мікротвердості та виявлення впливу кристалографічної орієнтації на перебіг цих процесів. Показано, що застосування монокристалів певної орієнтації для виготовлення фольгових сенсорів втомного пошкодження дозволяє одержати сімейство сенсорів з різною чутливістю й оптимізувати їх використання під час визначення залишкового ресурсу авіаційних конструкцій. Запропоновано комплекс орієнтаційних параметрів, які необхідно використовувати за умов оцінювання впливу кристалографічної орієнтації на втому кристалітів і монокристалів. Виявлено осциляцію мікротвердості за циклічного навантаження кристалів алюмінієвого сплаву АД-1 та встановлено їх взаємозв'язок з кристалографічною орієнтацією. Доведено, що координати серій точок біфуркації процесу втоми можуть бути визначені відповідно до структурно-енергетичної теорії втоми. Одержано регресійну модель, яка відображає взаємозв'язок кількості циклів навантажування до виникнення базових точок біфуркації мікротвердості з приведеними напруженнями зсуву та кристалографічною орієнтацією досліджених кристалітів. Одержано кількісні показники впливу кристалографічної орієнтації на тривалість стадій втоми у кристалітах з ГЦК гратами. Розроблено рекомендації щодо керування чутливістю монокристалічних сенсорів вичерпання ресурсу.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено виявленню закономірностей поширення втомних тріщин і формування порогової тріщиностійкості в алюмінієвому сплаві АМг6 в первісному стані та після попереднього пластичного деформування одновісним розтягом та стиском. Встановлено, що у всіх випадках попередня пластична деформація (ППД) розтягом та стиском зменшує номінальний розмах порогового коефіцієнту інтенсивності напружень (КІН) сплаву АМг6 в порівнянні з первісним станом. Запропоновано методику оцінки ефективного порогового розмаху КІН сплаву АМг6. Побудовано узагальнені діаграми впливу ППД на розмах порогового КІН і швидкість росту втомних тріщин, які дозволяють оптимізувати технологію обробки матеріалів тиском. Виявлено залежності порогових характеристик циклічної тріщиностійкості від параметрів шорсткості поверхні руйнування в сплаві АМг6 а також методика оцінки ефективних порогів тріщиностійкості можуть бути використані для оцінки зламів деталей з метою відтворення історії їх навантажування при проведенні технічної експертизи. Результати роботи використовуються при випробуваннях відповідальних елементів конструкцій літаків.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Виявлено основні особливості еволюції дислокаційної структури матеріалу за умов комбінованого навантаження. Установлено, що зростання пластичної деформації за присутності циклічної складової навантаження пов'язане зі збільшенням густини дислокацій матеріалу. Розроблено методики прогнозування діаграм динамічної повзучості та розрахунку діаграм квазістатичного та комбінованого деформування сплаву АМг6, які базуються на використанні запропонованої функції впливу циклічної складової на густину дислокацій. Розроблено методику експертної оцінки величини пластичної деформації розтягу матеріалів за переміщенням розтрісканих включень. Виявлено, що зменшення порогу тріщиностійкості деформованого сплаву АМг6 пов'язано зі зростанням загальної густини дислокацій у матеріалі. Установлено кількісний взаємозв'язок порогової тріщиностійкості пластично деформованого сплаву АМг6 з густиною дислокацій матеріалу з урахуванням напряму попереднього деформування та асиметрії циклу навантаження.

  Скачати повний текст

Розроблено метод прогнозування залишкового ресурсу елементів авіаційних конструкцій. Установлено, що внаслідок дії циклічного навантаження у широкому діапазоні його режимів, на поверхні плакувального шару конструкційних алюмінієвих сплавів формується та розвивається деформаційних рельєф, інтенсивність якого відображає рівень нагромадженого втомного пошкодження та залишковий ресурс елемента дослідженої конструкції. Для кількісної характеристики рельєфу може бути застосований параметр пошкодження, який визначається як відношення площі поверхні з ознаками деформаційного пошкодження до площі поверхні. Для виконання автоматизованого обчислення параметра пошкодження розроблено інструментальну базу та програмне забезпечення. Процес еволюції параметра пошкодження у процесі втоми може бути описаний регресійними рівняннями ступеневого типу. У певному діапазоні режимів навантаження залишковий ресурс може бути визначений відповідно до значення параметра пошкодження, незалежно від рівня діючих напружень. Це дозволяє застосовувати розроблений метод залишкового ресурсу за умов дії нерегулярного циклічного навантажування.

  Скачати повний текст

Виявлено основні закономірності стрибкоподібної повзучості сплаву АМг6 за умов комбінованого навантаження. Встановлено, що незалежно від частоти та амплітуди циклічної складової, величина миттєвих стрибкоподібних приростів деформації повзучості описується єдиною залежністю відносно добутку амплітуди напружень та кількості циклів навантаження до моменту стрибка. З'ясовано, що основною причиною істотного зростання деформації повзучості даного сплаву у разі накладення на короткотривале квазістатичне або статичне навантаження додаткової циклічної складової є рекристалізація, яка призводить до збільшення кількості центрів зародження пор, зростання їх густини та максимальних розмірів. Запропоновано методику розрахунку діаграм деформування розтягуванням сплаву АМг6 під час комбінованого навантаження, яка базується на використанні експериментальних результатів квазістатичного деформування, а також випробувань на повзучість. Удосконалено відомі методики прогнозування впливу максимальних напружень на динамічну повзучість алюмінієвого сплаву, які базуються на теорії зміцнення, шляхом використання виявленої залежності наведеної динамічної повзучості від рівня максимальних напружень. Наведено методику прогнозування короткотривалої повзучості зразка з тріщиною внаслідок комбінованого навантаження, яка базується на моделюванні тіла з тріщиною гладким зразком, аналізі напружено-деформованого стану у вершині тріщини, а також врахуванні впливу рівня максимальних напружень на деформацію повзучості.

  Скачати повний текст

Розроблено аналітично-експериментальні методики прогнозування росту втомних тріщин (РВТ) після одноразових перевантажень і у разі нерегулярного навантаження розтягом. Висвітлено основні закономірності впливу асиметрії циклу навантаження R на циклічну тріщиностійкість і визначено параметри модифікованої моделі Уокера для аналітичного відображення середньоамплітудних ділянок кінетичних діаграм втомного руйнування сплаву Д16чТ за умов регулярного навантаження. Досліджено вплив одноразових перевантажувань розтягом на швидкість РВТ в алюмінієвих сплавах Д16чТ та Д16Т. Розроблено методики прогнозування РВТ після одноразових перевантажень та за умов нерегулярного навантаження розтягом, методом поциклового підсумовування приросту тріщини.

  Скачати повний текст

Уперше виявлено основні закономірності тріщиностійкості сплаву АМг6 за умов динамічної повзучості. Доведено, що накладання циклічної складової зменшує критичний параметр розкриття вершини тріщини за умов одновісного розтягу та динамічної повзучості. Запропоновано модель в'язкого підростання тріщини за умов динамічної повзучості. Встановлено, що старт тріщини в сплаві АМг6 відбувається за в'язким механізмом, а подальше просування тріщини - за втомним механізмом. Удосконалено методику прогнозування розкриття вершини тріщини за умов динамічної повзучості, яка базується на моделюванні розкриття тріщини за умов повзучості деформацією повзучості гладкого зразка з урахуванням пошкоджуваності матеріалу. Виявлено вплив циклічної складової навантаження на пошкоджуваність матеріалу за умов динамічної повзучості. Запропоновано методику прогнозування деформації матеріалу за даних умов на основі теорії зміцнення з урахуванням пошкоджуваності, модель зв'язку стрибкоподібної деформації розтягу сплаву АМг6 з розподілом дисперсних включень первісного матеріалу, а також деформаційний критерій стрибкоподібної повзучості, заснований на ідентичності фізичних процесів стрибкоподібного приросту деформації за квазістатичного розтягу та повзучості.

  Скачати повний текст