Розроблено розрахунково-експериментальну методику визначення осесиметричного просторового розподілу залишкових технологічних напружень у плитах і пластинах, яка грунтується на розв'язанні обернених задач для тіл з власними напруженнями і використанні експериментальної інформації, отриманої, зокрема, фізичними методами. З використанням цієї методики та експериментальної інформації, отриманої поляризаційно-оптичним способом, відтворена картина просторового розподілу залишкових термінологічних напружень в скляній пластині. Побудовано розв'язки осесиметричних задач для плоского шару з технологічними деформаціями і з їх використанням досліджено вплив товщини пластини і параметрів, що характеризують поля пластичних деформацій, зумовлених зварними швами, показано, що максимальні значення компонент тензора напружень можуть значно (в декілька разів) відрізнятись від їх усереднених по товщині пластини характеристик, які визначаються фізичними методами. На основі побудованих розв'язків задач про взаємодію жорсткого штампа з пластиною з залишковими напруженнями показано, що попереднім наведенням у ній термопластичних деформацій в кільці певного радіуса та ширини можна змінити розподіл і рівень контактних напружень з метою їх оптимізації. Результати досліджень можуть бути використані при визначенні та контролі неруйнівними способами залишкових напружень в елементах скло- і металоконструкцій для оцінки їх міцності і надійності.

  Скачати повний текст

Вивчено закономірності виникнення і розвитку шаруватих руйнувань зварних з'єднань. Розроблено технологічні заходи їх запобігання на всіх етапах створення та експлуатації зварних конструкцій з урахуванням з текстури основного металу і умов експлуатації, включаючи температуру, навантаження і дію водневовмісних середовищ. Встановлено, що шаруваті розтріскування зафіксовані двох видів - низько- і високотемпературне. Відзначено, що залишковий ресурс конструкцій після тривалої експлуатації у водневовмісних середовищах визначається ступенем ураження стінки корпусу шарувато-водневими тріщинами, залежно від їх відносних розмірів, в'язкості руйнування і товщини прошарку "здорового металу", які можуть розвиватися та набувати форми міхурів. Проаналізовано залежність між опором шаруватому руйнуванню і структурними елементами ЗТВ у зварних з'єднаннях низьколегованих сталей.

  Скачати повний текст

Вперше сформульовано та виконано універсальне рішення задачі прогнозу руйнівного навантаження та залишкового ресурсу за даними акустичної емісії (АЕ) для металевих матеріалів з накопиченими пошкодженнями. Підтверджено провідну роль пор у механізмі виникнення АЕ для пластичних металевих матеріалів на стадіях, які передують виникненню тріщин. Встановлено залежність між пошкодженістю матеріалів і зміною структурно-чутливих параметрів. Запропоновано критерій оцінки залишкового ресурсу матеріалів з експлуатаційним напрацюванням. Вперше формалізовано й успішно застосовано об'єктний підхід до розв'язання задачі. Створено й експериментально підтверджено математичну модель, яка пов'язує виникнення АЕ та зміну параметрів акустичних сигналів. Вдосконалено методику аналітичного розрахунку хвиль АЕ, які виникають від точкового джерела та розповсюджуються у матеріалі, шляхом розбиття сумарної хвилі на елементарні, які складаються за хвильовими числами та комплексними частотами.

  Скачати повний текст

Установлено взаємозв'язок між геометричними та магнітними параметрами зварного шва, зони термічного впливу й основного металу на величину коерцитивної сили зварного з'єднання, що уможливлює локальну оцінку пошкодженості зварних з'єднань. З'ясовано вплив циклічного та статичного навантажень на величину коерцитивної сили такого з'єднання. Обгрунтовано використання межових значень величини цієї сили у локальних зонах зварного з'єднання, а також її анізотропії для оцінки технічного стану конструкцій. Запропоновано метод цінки технічного стану зварних з'єднань трубопроводів з застосуванням магнітного коерцитиметричного методу, що полягає у локальній оцінці межових значень величини коерцитивної сили даних з'єднань з використанням зразків-свідків й аналізі кінетики зміни одержаних під час моніторингу її поточних значень для прогнозування залишкового ресурсу.

  Скачати повний текст

Розроблено новий еспериментально-розрахунковий метод оцінювання локалізованої корозійної пошкоджуваності зварних з'єднань різнорідних труб, що грунтується на базових електрохімічних характеристиках його компонентів та аналітичній моделі визначення густини корозійного струму на внутрішній поверхні труби, що розглядає комбіноване зварне з'єднання як триелектродну електрохімічну систему. Вперше показано можливість зміни полярності локальних гальванопар в околі зварної зони з'єднання труб зі сталей 12Х1МФ та 12Х18Н10Т залежно від тривалості його експлуатації, що не прогнозується за використання відомих існуючих підходів.

  Скачати повний текст

Вивчено механізм зародження індукованих воднем холодних тріщин у зварних з'єднаннях високоміцних низьколегованих сталей. Проведено теоретичні дослідження та числове моделювання процесів, які відбуваються у зерні металу з ОЦК решіткою під час народження та розвитку субмікротріщини. Запропоновано математичну модель транспортування водню рухомими крайовими дислокаціями. Досліджено вплив температури металу, швидкості руху крайових дислокацій і концентрації дифузійного водню на кількість водню, транспортованого дислокаціями до місця утворення субмікротріщини. Удосконалено модель Зінера - Стро утворення субмікротріщини за дислокаційним механізмом. Розроблено розрахунково-експериментальну методику визначення параметрів енергетичних пасток водню у металі шва, а саме: енергії взаємодії водень - пастка та щільності пасток. Проаналізовано вплив параметрів енергетичних пасток на кінетику масоперенесення водню у металі на його перерозподіл у зварному з'єднанні. Наведено рекомендації для запобігання зародженню на мікрорівні у зварному з'єднанні індукованих воднем холодних тріщин.

  Скачати повний текст

Визначено напружено-деформований стан (НДС) сталевих зварних конструкцій та їх з'єднань з фланговими швами з урахуванням пружної податливості останніх. Одержано теоретичні розв'язки задач про НДС дво- і тришарових складених стрижнів з урахуванням пружно податливої роботи їх зв'язків у поздовжньому та поперечному напрямках. За допомогою методу скінченних елементів встановлено значення жорсткостей зварних кутових швів у процесі їх розтягнення-стиснення у поперечному напрямку залежно від величини катетів, розмірів щілин між з'єднуваними елементами та параметрів самих елементів. Проведено експериментальні дослідження з визначення НДС зварних двотаврових балок з перервними поясними швами, одержані результати співставлено з даними теоретичних розрахунків і виявлено їх збіжність. Складено методику з урахування пружної податливості флангових зварних швів у роботі сталевих конструкцій, обгрунтовано можливість її використання для розрахунків НДС конкретних зварних конструкцій та їх з'єднань, розрахункові схеми яких можна подати дво- та тришаровими складеними стрижнями. Розв'язано задачі про НДС реальної зварної балки, прогін якої складає 12 м, з неперервними та перервними поясними швами. Проведено порівняльний аналіз відповідних компонентів НДС, запропоновано метод розв'язання задачі з розрахунку стика двотаврової балки, виконаного за допомогою парних поясних накладок.

  Скачати повний текст

Досліджено, що низьколеговані сталі промислового виробництва мають великі резерви підвищення міцністних і пластичних властивостей. Розроблено методику оцінки максимального розміру аустенітного зерна за скінченною ферито-перлітною структурою. Наведено рекомендації щодо використання сталі 10Г2ФБ як матеріалу для зварних металевих конструкцій відповідного призначення, що експлуатуються за умов відкритої атмосфери.

  Скачати повний текст

Установлено відповідність зміни мікроструктури МШ після високотемпературної водневої деградації за експлуатаційних і лабораторних умов. В обох випадках деградація МШ має прояв у трансформації голкового фериту у глобулярний зі збільшенням діаметра зерна фериту, що спричиняє зниження міцності. Внаслідок поглинання феритної оторочки на межах колишніх аустенітних зерен і ослаблення меж феритних зерен карбідами знижується опір крихкому руйнуванню. Запропоновано за умов оцінювання високотемпературної деградації МШ паропроводів користуватися рекомендаціями: випробувати на розтяг радіально орієнтовані зразки на відміну від прийнятих в енергетиці осьових і тангенціально орієнтованих зразків, оскільки перші чутливіше відображають зміни в МШ після його експлуатації; використовувати електролітичне наводнювання під час випроб зразків розтягом, з метою підсилення чутливості механічних характеристик до деградації металу зварного з'єднання (ЗЗ); оцінювати граничний стан експлуатованого МШ за інверсією впливу абсорбованого металом водню на ефективний поріг циклічної тріщиностійкості з позитивного до негативного.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження корозійної стійкості зварних швів аустенітних хромонікелевих (18 - 8) і хромонікельмолібденових (18 - 8 - 2) сталей, мікролегованих рідкісноземельними металами (РЗМ), а також їх сполуками. Показано, що у разі введення Y та його сполук, а також за комплексного мікролегування Y та Ge зварного шва гальмується анодне розчинення металу та катодна реакція відновлення іонів водню, полегшується його пасивація. Встановлено, що мікролегування зварного шва РЗМ у оптимальних кількостях подрібнює структурні складові, очищує межі зерен, сприяє стабілізації структури наплавленого металу та призводить до підвищення стійкості до міжкристалевої мікрокорозії (МКК). Виявлено, що структурні зміни викликають зменшення мікрохімічної гетерогенності (особливо по Ni та Cr) і сприяють утворенню пасивних захисних шарів, збагачених РЗМ, що забезпечує більш рівномірний розподіл електродного потенціалу на поверхні металу зварного з'єднання. Показано, що зварні шви, мікролеговані РЗМ, мають у 3-4 рази більшу корозійну стійкість у порівнянні зі зварними швами, одержаними за допомогою серійних електродів. Електроди з РЗМ впроваджено у практику ремонтних робіт на коксохімічних підприємствах.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Представлено математичну модель наближеного інженерного методу складних перерізів (МСП) для розрахунку на основі визначення функції усадки залишкового напружено-деформованого стану (НДС) та прогину поздовжньої осі під час зварювання поздовжніх швів (ПШ) одномірних зварних конструкцій (ОЗК) за схемами нагрівання потужним швидкодіючим лінійним джерелом (ПШЛД) та рухомим лінійним джерелом (РЛД). Здійснено апробацію МСП за допомогою розробки алгоритмів, програм та виконання числових розрахунків НДС і залишкового прогину для модельних задач ОЗК типових поперечних перерізів і співставлення експериментальних результатів з розрахунковими. На базі МСП розроблено математичні моделі, алгоритми та програми для оптимізації погонної енергії зварювання ПШ другої черги за критерієм відсутності залишкового прогину для деяких видів геометричної форми поперечного перерізу ОЗК. Розв'язано числові модельні задачі. Результатами розрахунків підтверджено працездатність розробленого методу розрахункової оптимізації тепловкладення під час зварювання за критерієм відсутності залишкового прогину для ОЗК, що мають декілька зон пластичного скорочення у поперечному перерізі. Встановлено, що кореляція розрахункових результатів по залишковому НДС не суперечить відомим літературним даним. Розроблено математичну модель методу розрахунку технологічних параметрів теплової правки залишкового прогину ОЗК типових поперечних перерізів для випадків, коли оптимізація погонної енергії зварювання швів другої черги неможлива з огляду на особливості геометричних форм деяких видів поперечних перерізів. Запропоновано алгоритми, програми та виконано числові розрахунки модельних задач теплової правки залишкового прогину для чотирьох видів перерізу. Здійснено практичне впровадження результатів наукового дослідження на вітчизняних підприємствах та у навчальний процес ВНЗ для підготовки фахівців зварювального виробництва.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Проаналізовано температурні умови утворення кластерних з'єднань певних морфологічних типів у розплаві промислового сплаву АМг6. Розроблено раціональні режими охолодження зварних з'єднань у виробах відповідального призначення для їх тривалого зберігання. Визначено кількісні характеристики структури кластерних утворень у розплаві даного сплаву в інтервалі надліквідусних температур. Описано процеси, що відбуваються у сплаві, вивчено їх вплив на структуроутворення за умов твердіння на основі алюмінію, а також процеси природного старіння у зварних з'єднаннях сплаву. Розглянуто умови зернограничного окрихчування зварних з'єднань сплаву після перегріву до температур, що забезпечують структурні зміни порядку розташування атомів. Розроблено режими зварювання з урахуванням перегріву сплаву та визначено критерій для зварних з'єднань виробів. Розкрито зв'язок між виділенням надлишкових фаз на основі Al і Mg по межах зерен та структурою кластерних утворень у сплаві. Досліджено структуроутворення сплаву в процесі плавлення та твердіння у температурному процесі. Наведено рекомендації з вибору типу зварювання для виробів відповідального призначення для тривалого зберігання до початку експлуатації.

  Скачати повний текст