За допомогою методу сингулярних інтегральних рівнянь знайдено розв'язки антиплоских задач теорії пружності для площини, послабленої криволінійними отворами із закругленими та гострими вершинами. Коефіцієнти інтенсивності напружень у гострих вершинах визначено граничним переходом від закруглених вершин за залежністю між коефіцієнтами інтенсивності та концентрації напружень у гострій та закругленій вершинах кутового вирізу. Числові результати отримано для отворів різної конфігурації: еліптичного, фізичної щілини, овального, ромбічного та прямокутного.

Внаслідок експлуатаційної деградації сталей 12Х1МФ та 15Х1М1Ф знижується їх опір зародженню та субкритичному росту втомної тріщини, особливо біля зовнішньої поверхні зони розтягу згинів парогонів. Довговічність на стадії зародження початкової макротріщини найчутливіша до структурно-механічної пошкоджуваності деградованих сталей. Показано, що сульфідні включення типу MnS сприяють падінню роботоздатності цих сталей через формування біля них клиноподібних мікропорожнин. Розроблено методику пришвидшеної деградації сталей парогонів за лабораторних умов за температур <$E540~-~630~symbol Р roman C> і циклічного навантаження з високою асиметрією циклу (R = 0,6), що моделює маневрові режими роботи парогонів.

Змодельовано та проаналізовано вплив похибок визначення поля напружень на точність обчислення коеффіцієнтів розкладу Вільямса та відтворення поля напружень за поперечного зсуву.

Розглянуто осесиметричну задачу про фрикційний контакт двох пружних тіл параболоїдної форми за умови, що область контакту поділяється на кругову зону зчеплення та кільцеву зону проковзування. Завдяки малості, області контакту тіла замінені пружними півпросторами. Здійснено перехід від крайової задачі для двох пружних півпросторів до задачі для одного півпростору. За допомогою узагальненого методу Вінера - Гопфа одержано аналітичний розв'язок задачі. Визначено радіуси області контакту та зони зчеплення, розподіл контактних напружень, зближення тіл.

Для поліетиленових труб з пустотілою (стільниковою) стінкою запропоновано методику оцінювання напружено-деформованого стану, який виникає під впливом грунтів. Розглянуто дві схеми навантаження стільникової труби: з жорсткою основою та з просіданням в грунт. Встановлено, які з будівельних стандартів для труб із суцільною стінкою необхідно застосовувати під час розрахунків труб з порожнистою стінкою. Розраховано критичні прогини труб та вказано, які з критеріїв потрібно використовувати за заданих геометричних і механічних параметрів труб та грунтів.

Досліджено конструкційне демпфування в характерному елементі структури однонаправлено армованих композитів з недостатньою адгезією на поверхнях поділу. Показано, що непроклеї поблизу розривів волокон збільшують демпфірування, а щоб підвищити демпфірування композитів, армованих короткими волокнами, слід усунути тертя на центральних ділянках волокон.

Для кількісного аналізу фрактографічних зображень використано спосіб їх сегментації багаторівневим порогуванням. На відміну від відомих підходів для меншого спотворення сегментованого зображення враховано спільні ознаки, властиві не лише великим, але й малим його деталям, яким відповідають невисокі піки на гістограмі яскравості. Це дало змогу розділити зображення фрагмента поверхні зламу на звіязні області, а після цього визначити та проаналізувати їх кількісні характеристики.

Сформульовано критерій для визначення довготривалої міцності елементів конструкцій з тріщинами низькотемпературної повзучості за довготривалого статичного навантаження. Застосування критерію продемонстровано на прикладах задач для балок відкритого профілю з тріщинами за їх довготривалого розтягу і згину.

Досліджено вплив електролітично абсорбованого водню на модуль Юнга низьковуглецевого сталевого стрижня діаметром 12 мм з застосуванням методу вимірювання часу проходження пружної хвилі. Встановлено, що після наводнювання зразка підвищуються швидкість проходження пружних хвиль та модуль пружності матеріалу, що найвірогідніше пов'язане з перерозподілом напружень у стрижні.

Побудовано спрощену комп'ютерну модель взаємодії гідратованих та негідратованих іонів водню, кальцію і цинку з центрами адсорбції фрагмента SiO2 цеоліту у кластерному наближенні. За допомогою квантово-хімічного методу РМ6 розраховано енергії активації адсорбції та утворення хімічних зв'язків за поступового заповнення цих центрів і показано позитивний вплив іонів металів на блокування адсорбції іонів водню зі зменшенням їх проникнення до поверхні основного металу.

Ідентифіковано та кількісно проаналізовано мережі тріщин у цирконієвому нанопокритті на основі оброблення цифрових зображень. Поведінку дефектів оцінено за результатами діагностування окремих етапів деформаційного процесу. Встановлено, що окремим стадіям руйнування покриття відповідають свої інтегральні параметри зображення. На основі послідовної обробки даних поверхневого множинного розтріскування виявлено основні закономірності коалесценції окремих дефектів та фрагментації покриття. Встановлено, що множинні дефекти в матеріалі частково збільшують його деформаційні властивості, спричиняючи "поглинання" енергії пружно-пластичних деформацій прилеглих ділянок. Наведено теоретичні передумови і експериментальні результати.

Штампування листів сталі - один із найвідоміших процесів у виробництві, за якого штамп зношується внаслідок циклічного контакту протилежних поверхонь. Він зазнає впливу високих напружень і тому повинен мати високу зносостійкість. Під час використання зношеного штампу поверхня інструмента впливає на якість листових виробів та спричиняє поверхневі дефекти. Покриви на штампі, одержані за допомогою PVD, завдяки високій твердості та слабкому тертю, можуть зменшити зношування. Вивчено зношування штампу із AlCrN покриттям, який використовують для штампування листів сталі. Поверхні досліджено за допомогою сканувальної електронної мікроскопії. Встановлено, що зношування спричинене стиранням, адгезією та розшаруванням уздовж задньої поверхні ковзання. Визначено об'єм зносу штампу та висоту зазору штампованих частин.

Вивчено вплив вмісту і фізичної природи грубо- (60 - 65 мкм) і дрібнодисперсних (3 - 10 мкм) частинок на адгезійну міцність і залишкові напруження у епоксикомпозитах для функціонально-градієнтних покриттів. Оптимізовано температурно-часові режими зшивання епоксидної матриці. Максимальну адгезійну міцність (49,2 - 50,0 МПа) спостережено після введення в епоксидний олігомер наповнювача оксиду міді (60 - 65 мкм) за вмісту q = 60 - 80 m.p на 100 m.p епоксидної матриці. Залишкові напруження становлять 4,5 - 4,8 МПа.

Досліджено гранулометричний склад частинок порошку феромагнітного сплаву, одержаного ультразвуковим диспергуванням з використанням підвищеного статичного тиску у робочій камері. Показано, що застосування водню підвищує ефективність ультразвукового диспергування. Порівняно результати аналізу порошків, одержаних за використання ультразвуку та помелу в етанолі у планетарному кульовому млині.

Досліджено вплив різних близьких за морфологією та розміром функціональних покриттів (оксидних, нітридних, карбонітридних, карбооксидних), сформованих термодифузійним насиченням, на механічні властивості (короткочасну міцність, пластичність, схильність до сповільненого руйнування, втомну довговічність за малоциклового та обертового згинів) високоміцного термічно зміцнюваного титанового (<$Ealpha + beta>)-сплаву ВТ14 (Ti-3,5...6,3 % Al-2,5...3,8 % Мо-0,9...1,9 % V). Виявлено, що за подібної морфології модифікованого шару на механічні властивості найменше впливає двокомпонентне оксидне покриття, а вплив усіх покриттів суттєво залежить від розмірного фактора (відносної частки металу, зайнятої модифікованим шаром, до загального перерізу). Багатокомпонентні покриття на основі потрійних сполук проникнення (карбонітридів, карбооксидів) забезпечують вищі міцнісні характеристики за порівнянних показників опору втомі та пластичності.

З'ясовано, що за розтягу зразків сплаву Zr18Nb в ультразвуковому (УЗ) полі зниження умовної границі текучості <$Esigma sub 0,2> від прикладання УЗ-деформацій припиняється зі зростанням їх амплітуди внаслідок зміцнення дисперсною <$Eomega>-фазою. Показано, що показник деформаційного зміцнення загартованого сплаву Zr18Nb (n = 0,67) вищий, ніж матеріалів зі стабільною ОЦК граткою (n = 0,5), і зростає як після попереднього волочіння (до n = 0,85), так і під час дії УЗ-деформацій за розтягу (до n = 0,93). Ці ефекти спричинені ініційованим деформацією <$Ebeta ~symbol О~ omega> перетворенням, а також розміром і кількістю <$Eomega>-виділень, зафіксованих за допомогою рентгенівського фазового аналізу, результати якого корелюють з показаннями вимірювань питомого електричного опору. Обговорено можливі механізми впливу УЗ-коливань на <$Ebeta ~symbol О~omega> перетворення і розмір <$Eomega>-фази. Формування великої кількості ультрадисперсної <$Eomega>-фази, розташованої в площинах ковзання ОЦК гратки (<$Ebeta>-матриці), призводить до блокування дислокацій, утворення їх скупчень, зростання показника деформаційного зміцнення і деформаційних напружень за розтягу зразків.

Досліджено вплив відпалу на фізико-хімічні властивості аморфних сплавів на основі алюмінію. Встановлено, що після відпалу за температури першої стадії кристалізації формується рентгеноаморфна структура з невеликою об'ємною часткою невпорядкованої нанокристалічної фази. Опір поляризації поверхні сплавів у 0,5 М водному розчині NaOH тут суттєво зростає, значення вільного потенціалу зсуваються в анодний бік. Під час структурних перетворень за цих умов максимально підвищується їх мікротвердість.

Досліджено вплив тривалості багатоциклового навантаження на комплекс механічних властивостей низькоміцних сталей, що визначають їх конструктивну міцність. Виділено три стадії циклування, яким відповідають чітко виражені закономірності зміни їх властивостей. Встановлено, що впродовж першої чутливі до втоми характеристики міняються практично однаково: дещо підвищується твердість та знижуються відносне видовження і ударна в'язкість. Мікротріщини, що з'являються та розвиваються на другій стадії, впливають тільки на ударну в'язкість: вона падає майже наполовину. Після утворення макротріщини на третій стадії подальше циклування практично не змінює механічні властивості сталей. Показано, що багатоциклова втома спричиняє подібні зміни стану металу, які притаманні сталям вантажних портових конструкцій упродовж тривалої експлуатації, і її можна використовувати для моделювання за лабораторних умов експлуатаційної деградації їх механічних властивостей.

Досліджено зміну мікроструктури, мікромеханізму руйнування та характеристик циклічної тріщиностійкості сталей високо- (типу КП-Т) та середньоміцних (типу КП-2) залізничних коліс за умов, що моделюють гальмування пари колесо - рейка. Показано, що в зоні контакту їх вихідна перлітна структура трансформується в мартенситну, а вихідні стискальні залишкові напруження II роду змінюються на розтягальні тим сильніше, що вищі вміст вуглецю в сталі та швидкість її охолодження. Ці процеси зумовлюють реалізацію низькоенергоємного відкольного міжзеренного механізму руйнування сталей за циклічного навантаження і значне (~ удвічі) зниження їх циклічної в'язкості руйнування <$EDELTA K sub fc>.

Виявлено позитивний вплив мікродомішок рідкісноземельних металів (РЗМ) на міцність, пластичність, ударну в'язкість і циклічну тріщиностійкість трубної сталі 17Г1С. Завдяки поділу ударної в'язкості на роботу зародження ai і поширення ap тріщини виявлено особливості в температурних залежностях ap: за підвищених температур випроб, які забезпечують в'язке руйнування сталі, позитивний ефект від легування РЗМ зберігається, однак за понижених температур крихкого руйнування він стає негативним: робота ap зменшується. Дистильована вода дещо знижує циклічну тріщиностійкість сталі, а позитивний ефект від домішок РЗМ проявляється тільки у підвищенні циклічної в'язкості руйнування сталі.