Досліджено умови коректності нелінійних задач механіки пружно-пластичного деформування, що враховують еволюцію зростання об’єму зароджених пор у матеріалі на основі узагальненого рівняння Райса–Трейсі–Хуанга. Це рівняння об’єднує класичні рівняння Райса–Трейсі–Хуанга, в якому вводиться додаткова безперервна функція, більша за нуль, що залежить від жорсткості напруженого стану і має невід’ємну похідну. За такої модифікації класичного рівняння Хуанга покращуються властивості визначальних рівнянь для аналізу пористості опроміненого матеріалу, що сприяє ослабленню обмежень на вихідні дані, пов’язані з жорсткістю напруженого стану. Із використанням узагальненого рівняння Райса–Трейсі–Хуанга сформульовано визначальні рівняння поведінки матеріалу, що дають змогу описувати неізотермічні процеси пружно-пластичного деформування з урахуванням зростання концентрації пор в’язкого руйнування в матеріалі. Процес навантаження розбивається на окремі розрахункові етапи і для кожного з них рівняння пластичної течії та узагальнене рівняння Райса–Трейсі– Хуанга інтегруються за етап навантаження. Завдяки інтегруванню одержано визначальні рівняння для повних компонентів напружень і деформацій, що дозволяє описувати процеси активного навантаження, розвантаження та повторного навантаження. Незворотні деформації в цих рівняннях включають накопичені пластичні деформації та структурні об’ємні деформації, що враховують концентрацію пор у матеріалі. Сформульовано умови, за яких потужність дисипації та потужність, що розвивається додатковими напруженнями на викликаних ними додаткових деформаціях, не зменшуються в процесі навантаження пористого матеріалу. На основі одержаних енергетичних нерівностей, що узагальнюють постулат зміцнення Друкера стосовно пористого матеріалу, встановлено умови, що забезпечують коректність сформульованих рівнянь пластичності, в яких враховується зростання концентрації пор у матеріалі за узагальненим рівнянням Райса–Трейсі–Хуанга.
Ключові слова: напружений стан, девіатори напружень і деформацій, пластичність, пружно-пластичне деформування, зародження і зростання пор, модель Райса–Трейсі, рівняння Хуанга.

Досліджуються компоненти напружено-деформованого стану гумових амортизаторів в умовах в’язкопружного деформування. Розраховано величину осадки гумового амортизатора під дією вертикального та комбінації вертикального та зсувного зусилля. Отримано залежність величини осадки конструкції від часу. Враховувались притаманні гумі специфічні механічні властивості, такі як слабка стисливість матеріалу та в’язкопружність деформування, математичне моделювання яких призводить до значних математичних труднощів. При чисельному розрахунку слабка стисливість гуми моделювалась за допомогою моментної схеми скінченного елемента для слабкостисливих матеріалів, суть якої полягає у потрійній апроксимації полів переміщень, компонент деформацій та функції зміни об’єму. Для математичного моделювання в’язкопружного характеру деформацій використано спадкову теорію Больцмана–Вольтерра з експоненціальним ядром релаксації. На основі варіаційного принципу Лагранжа отримано систему розв’язувальних інтегральних рівнянь в’язкопружності з урахуванням слабкої стисливості матеріалу й запропоновано ітераційну процедуру її розв’язання. Для розв’язання нелінійної крайової задачі використано модифікований метод Ньютона–Канторовича. Чисельний розв’язок отримано методом скінченних елементів у випадку в’язкопружного деформування гумового матеріалу. Розрахунок виконується для випадку, коли гумовий шар привулканізований до металевих пластин. Досліджується вплив в’язкопружних властивостей гуми на величину осадки гумового амортизатора для двох випадків механічного навантаження. Розрахунки проводилися для двох марок гуми: 2959 та 1562.
Ключові слова: гумовий амортизатор, осадка, в’язкопружність, експоненціальне ядро релаксації, моментна схема скінченного елемента, слабкостисливий матеріал.

Приведено результати визначення вібродіагностичних показників наявності симетричних та кільцевих дихаючих тріщин у консольних стрижнях при їх нелінійних поздовжніх коливаннях: відносної зміни основної частоти коливань поздовжньої форми коливань і відношення амплітуд домінуючих гармонік при основному й супергармонічному резонансах для різних глибин і місцеположення тріщин. Розроблено різні розрахункові моделі: із зосередженими та розподіленими параметрами, стрижнева та об’ємна скінченноелементні (СЕ) та методи їх досліджень. Використання моделі із зосередженими параметрами полягає в аналітичному визначенні параметра нелінійності системи, який враховує зміну жорсткості останньої за наявності пошкодження і визначається через зміну потенціальної енергії деформації стрижня внаслідок розкриття тріщини в процесі коливань. Визначення вібродіагностичних показників наявності тріщини за допомогою моделі з розподіленими параметрами проведено шляхом розв’язання диференціального рівняння вимушених поздовжніх коливань 2-го порядку, де тріщина має вигляд ділянки стрижня зі зменшеною площею поперечного перерізу. Чисельний аналіз коливань проведено з використанням розроблених стрижневої й об’ємної СЕ моделей. У стрижневій СЕ моделі дихаюча тріщина моделюється скінченним елементом зі змінною жорсткістю, а в об’ємній – як математичний розріз із заданням умов контактної взаємодії для її берегів. Отримані чисельні залежності відношення амплітуд домінуючих гармонік переміщень при основному резонансі від місця реєстрації коливань характеризуються переломами в околі тріщини, а отже, можуть бути використані для визначення її місцеположення. Установлено, що визначити місцеположення тріщини в такому випадку практично неможливо, оскільки результати, отримані для відносного її місцеположення у діапазоні 0,1…0,5 близькі за значеннями, а залежності вібродіагностичного показника від місця реєстрації коливань при супергармонічному резонансі мають рівномірний характер і не мають переломів.
Ключові слова: поздовжні нелінійні коливання, стрижень, основний і супергармонічний резонанси, симетричні та кільцева дихаючі тріщини.

Удосконалено методику визначення більш достовірних значень твердості високоміцних сталей, яка містить вимоги до стандартів ДСТУ ISO 6506, включає вимоги до підготовки зовнішньої (лицьової) та тильної сторін листа в площині прокату шляхом зняття зневуглецьованого шару металу, чистоти поверхні та вибору навантаження на індентор. Визначено вплив поверхневого зневуглецьованого шару металу, що виникає на фасадних поверхнях листа внаслідок «вигорання» кисню на поверхнях листів у процесі виготовлення, на виміряні значення твердості. Цей зневуглецьований шар металу призводить до некоректних значень твердості, одержуваних при індентування. Шляхом пошарового зняття металу визначено розмір зневуглецьованого шару. Отримані результати дозволили з’ясувати характер розподілу твердості по товщині зразка, встановити товщину зневуглецьованого шару і визначити достатній для отримання достовірних значень твердості рівень чистоти поверхні основного металу. Наведено результати експериментальних досліджень визначення значень твердості високоміцних сталей методом Брінелля. Показано, що існуючі нормативні документи не повною мірою забезпечують отримання достовірної інформації про властивості матеріалів. Розглянуто вимоги до приладів для проведення випробувань високоміцних сталей на твердість за методом Брінелля. Проаналізовано вибір навантаження на індентор, яке підбирається таким чином, щоб співвідношення діаметра відбитка до діаметра кульки знаходилося в інтервалі 0,3…0,4.
Ключові слова: твердість, високоміцні сталі, експрес-контроль якості металу, індентор-кулька з карбіду вольфраму, твердомір, індентування, можливі похибки, методика підвищення достовірності вимірювання.

Приведені у повідомленні 1 лінійна модель розрахунку довговічності за змінних амплітуд напружень та вихідні дані для розрахунку використано для підсумовування втомних пошкоджень за умов двоступінчатого циклічного навантаження зразків зі сталей 45 і 1Х13. Одержані результати підтверджують прийняте в моделі припущення про те, що розсіяння даних за постійних амплітуд напружень, використаних для побудови кривої втоми, можна пов’язати з розсіянням границі витривалості випробуваних зразків – як характеристик їх опору втомі. Для цього розраховано сумарне втомне пошкодження D (відносна довговічность) цих сталей за двоступінчатого циклічного навантаження з послідовностями високі/низькі і низькі/високі амплітуди напруження з різними напрацюваннями на першому ступені. При лінійному підсумовуванні втомних пошкоджень використовується крива втоми у запропонованому вигляді, в якій границя витривалості знаходилась послідовними наближеннями так, щоб привести результати двоступінчатого навантаження до D=1. Показано, що для забезпечення відповідності експериментальних даних умові лінійного пошкодження D=1 у запропонованому рівнянні кривої втоми границю витривалості (чи пошкоджуюче напруження) необхідно змінити у межах триразового значення її середньоквадратичного відхилення, визначеного в експериментах із постійними амплітудами навантаження. Тобто модифікована крива втоми дозволяє визначити такі параметри кривої втоми необхідного матеріалу, за яких забезпечується лінійне підсумовування втомних пошкоджень. За параметрами розподілу границі витривалості може бути визначено ймовірність випадку зі знайденим значенням границі витривалості, за якої дотримується лінійне підсумовування втомних пошкоджень. Проаналізовано взаємозв’язок навантажень на першому ступені на сумарне пошкодження сталей з різною кінетикою циклічного деформування.
Ключові слова: лінійна модель, амплітуда напружень, крива втоми, циклічне навантаження.

Розроблено технологічний процес вакуумного термоциклічного плазмового азотування, який дозволяє збільшити швидкість дифузійного насичення та зменшити витрати електроенергії. Азотування зразків зі сталі 18ХГТ проводили в суміші азоту й аргону (25% N2 + 75% Ar) у діапазоні температур 450…550°C, тиску 50…100 Па. Тривалість процесу становила від 3 до 9 годин. Після азотування оцінювали мікротвердість. Дослідження сталі зі зміцненим азотованим шаром дають змогу отримати експериментальні результати визначення закономірностей впливу параметрів дифузійного насичення на мікротвердість. Визначено характеристики поверхневого шару та показано можливість керування ними внаслідок зміни параметрів технологічного процесу. На основі отриманих експериментальних даних розроблено математичну модель технологічного процесу вакуумного термоциклічного плазмового азотування сталі. Із використанням цієї моделі створено поверхні відгуків мікротвердості, яка залежить від тривалості процесу дифузійного насичення, температури та тиску у вакуумній камері. Узагальнено експериментальні дослідження з формування азотованих шарів, що дозволяє визначити вплив технологічних режимів вакуумної термоциклічної плазмової обробки на мікротвердість сталі. Завдяки вибору оптимальних технологічних режимів мікротвердість можна підвищити від 670 до 1100 кг/мм2.
Ключові слова: азотування, мікротвердість, оптимізація, планування експерименту, сталь 18ХГТ, математична модель.

Безпека мостових споруд у процесі експлуатації має забезпечуватися шляхом проведення періодичних їх оглядів та контрольних перевірок. При обстеженні конструкцій оцінюють експлуатаційну надійність транспортних споруд та дають рекомендації щодо усунення виявлених дефектів. При недосконалості методів контролю напруженого стану несучих елементів можуть проводитись ремонтні роботи, що може призвести до підвищення ризику виникнення аварійних ситуацій та неефективного витрачання бюджетних коштів. На сьогодні визначення напруженого стану не входить до переліку робіт, які виконуються при детальному обстеженні вант. Це зумовлено тим, що мало вивчено існуючі неруйнівні методи контролю, а також відсутністю розроблених та нормативно закріплених методик до їх застосування і низкою причин, серед яких висока трудомісткість, низька точність, вузький діапазон застосування та ін. Розглянуто основний метод – це неруйнівний метод контролю напруженого стану сталевих дротів вантових канатів. Одним із надійних методів та технологічно простих в отриманні передачі та обробки є електричний сигнал. Його переваги серед відомих способів контролю канатів дозволяють легко й ефективно обстежувати канати з різних сторін, що є важливо при проєктуванні приладу при визначенні працездатності тросів. Розроблено метод неруйнівного контролю напруги у сталевих тросах. Визначено залежність між електричним опором та розірваним сталевим тросом, що вимірюється при змінному струмі в поверхневому шарі. Показано, що інформація про цілісність тросів отримується через електричний сигнал, величина якого залежить від стану кожного з тросів каната, його конструкції, рівня зміни сигналу, що виникає у разі ушкодження одного з них. Виявлено фактори, що впливають на залежність електричного опору від механічних параметрів вантового каната. Сформульовано практичні рекомендації щодо використання методу для контролю напруженого стану експлуатованих канатів. Метою роботи є підвищення надійності, експлуатаційної безпеки та терміну служби вантових мостів завдяки застосуванню електричного опору для моніторингу механічних параметрів тросів вантових канатів. Із використанням розрахунків у електротехніці побудовано математичну модель, сформульовано метод аналітичного її розв’язання в замкненій формі, досліджено залежність розподілу напружень та струмів у канаті від його параметрів. Отримано розв’язки для каната з цілим та ушкодженим тросом. Сформовано вимоги до системи підвищеної надійності, контролю стану вантового каната. Електричні сигнали можуть бути використані як діагностичні параметри при контролі тросів за допомогою спеціальної системи виявлення розриву в канаті.
Ключові слова: гумотросовий канат, електричний опір, контроль, вантовий канат, трос, математична модель, сигнал.

Вивчено процеси руйнування діоксидцирконієвої кераміки як об’ємного (при згині зразка з виготовленим концентратором напружень у зоні розтягу), так і локального (при індентаційному сколюванні краю зразка індентором Роквелла). Одержані експериментальні дані, які нанесено на класифікаційну діаграму крихких матеріалів при їх мікро- (локальне) і макро- (об’ємне) руйнуванні (CFRKIc залежність), не лягли на побудовану за результатами сколювання простої однофазної кераміки “базову лінію”, що свідчить про істотну відмінність властивостей діоксидцирконієвої (як Y-TZP, так і Mg-PSZ та композиційної ZrO2/Al2O3) кераміки від властивостей однофазної кераміки при мікро- і макроруйнуванні, що необхідно враховувати при її застосуванні в стоматології. При крайовому сколюванні досліджуваних зразків основним інструментом є індентор Роквелла, а додатковими – стандартний індентор Віккерса й алмазний конус із радіусом заокруглення його руйнівної вершини 400 мкм. При аналізі результатів випробувань враховували дані про в’язкість руйнування кераміки, одержані методом SEVNB (Single Edge V-Notched Beam), що передбачає випробування призматичного зразка з поперечним наскрізним V-подібним гострим надрізом на згин у зоні розтягу.
Ключові слова: тріщиностійкість, індентування, сколювання, метод EF, край зразка, опір сколюванню, плато, в’язкість руйнування, Y-TZP i Mg-PSZ кераміка.

Дефіцит металу, що може бути використаний для оцінки ступеня його деградації, змушує шукати шляхи підвищення інформативності випробувань для обґрунтування продовження строків експлуатації відповідального обладнання та елементів конструкцій різних галузей промисловості. Випробування на ударний згин зразків різних типів на сьогоднішній день є одним із найпоширеніших видів експериментального визначення енергетичних та механічних характеристик конструкційних матеріалів. Для їх проведення використовуються різні типи копрів. Звичайні маятникові копри не дозволяють отримати детальну інформацію про характер руйнування зразків та особливості розповсюдження тріщини в матеріалі, тому останнім часом багато уваги приділяється інструментизації експериментального обладнання з використанням сучасних систем реєстрації. Проведено інструментизацію маятникового копра МК-30 із використанням багатоканальної високошвидкісної системи реєстрації деформацій та зусиль, яка дозволяє отримувати результати з частотою дискретизації до 20 МГц. Описано процедуру тарування тензодатчиків, розташованих на ножі маятника та калібровки системи реєстрації і блоку підсилювачів для трьох різних рівнів сигналу. Проведено тестові випробування зразків різних розмірів із різних типів сталей та отримано діаграми навантаження в координатах зусилля–час. Показано, що за отриманими діаграмами навантаження можуть бути розраховані значення як повної енергії деформування та руйнування, так і її складові: енергія зародження тріщини, енергія в’язкого підростання тріщини, енергія крихкого проскоку тріщини та енергія в’язкого долому. За допомогою фрактографічного аналізу зіставлено характерні ділянки діаграм навантаження з відповідними зонами поверхонь зламу зразків. Висока чутливість системи реєстрації дозволила з високою точністю провести розрахунки значень тріщини при крихкому руйнуванні та її середньої швидкості в досліджуваних зразках.
Ключові слова: інструментований маятниковий копер, високошвидкісна система реєстрації, зразок Шарпі, діаграма навантаження.

Підвищення механічних властивостей поверхневого шару матеріалу конструкційних деталей машин та механізмів шляхом різних методів технологічної обробки завжди є важливою й актуальною проблемою. Використано метод обробки робочої частини зразків зі сплаву ЕК61 іонно-плазмовим термоциклічним азотуванням. Для вибору оптимального режиму обробки зразків проводили пошукові дослідження, варіюючи такими параметрами режиму, як температура, час та наявність або відсутність елементів, що насичують. Усього було випробувано 10 варіантів режимів обробки. Ефективність того чи іншого режиму обробки оцінювали за результатами випробувань зразків на втому. Випробування проводили при симетричному циклі навантаження зразків на установці на основі електродинамічного вібратора та рівні навантаження в робочій частині a=600МПа. Кількість циклів до руйнування зразка була критерієм ефективності відповідного режиму обробки. Після аналізу отриманих результатів пробних випробувань зразків на втому було обрано оптимальний режим технологічної їх обробки методом іонно-плазмового термоциклічного азотування. Вплив технологічної обробки поверхні зразків оцінювали при порівняльних випробуваннях на втому оброблених зразків та зразків у початковому стані. Результати випробувань показали, що границя витривалості початкової партії зразків на базі N = 107 циклів дорівнює -1=400МПа, а зразків, які було оброблено за технологією іонно-плазмового термоциклічного азотування, – -1=550 МПа, тобто на 37,5% вище, ніж зразків у початковому стані. Зміни, що сталися в поверхневому шарі матеріалу після обробки, оцінювали по вимірюванню мікротвердості за глибиною зразка. Так, мікротвердість на поверхні зразка після технологічної обробки на ~60% вища, ніж зразка без обробки, і лише на глибині ~0,035 мм величини стають рівними. У результаті технологічної обробки методом іонно-плазмового термоциклічного азотування на поверхні зразків утворився зміцнений шар глибиною ~0,035 мм, який підвищує границю витривалості цих зразків до величини -1=550 МПа.
Ключові слова: опір утоми, границя витривалості, сплав ЕК61, технологія обробки, іонно-плазмове термоциклічне азотування, мікротвердість.

Проаналізовано руйнування арочної конструкції з трьома поздовжніми тріщинами при нелінійній повзучості. Вивчено залежність руйнування від часу в термінах швидкості виділення енергії деформації з урахуванням повзучості. Для трьох тріщин із використанням комплементарної енергії деформації отримано залежні від часу розв’язки для швидкості вивільнення енергії деформації. Для цього отримано залежні від часу вирази для густини енергії комплементарної деформації. Залежність повзучості від часу розглядається з використанням нелінійної залежності напруження–деформація–час. Побудовано залежні від часу розв’язки для зміни кривизни плечей тріщини та нетріснутої частини арки. Згинальні моменти, які використовуються для визначення швидкості вивільнення енергії деформацій, визначаються на основі розгляду арки як статично невизначеної конструкції з одним ступенем внутрішньої надлишковості. Залежні від часу розв’язки для швидкості вивільнення енергії деформацій отримано також шляхом розгляду балансу енергії для перевірки. Досліджено зміну швидкості виділення енергії деформації з часом для трьох тріщин.
Ключові слова: нелінійна повзучість, поздовжні тріщини, залежність від часу, комплементарна енергія деформації.

При поточних дослідженнях прогресуючої стійкості до обвалення просторових сітчастих конструкцій в основному використовували метод альтернативного шляху, без урахування причин відмови або механізму розтяжки та динамічних характеристик на залишковій структурі, що не дозволяє точно оцінити прогресуючу стійкість до обвалення просторових сітчастих конструкцій. Запропоновано спеціальний розпір для точного розрізнення асиметричних реакцій при стисканні та розтягуванні. Матеріально-конструктивну модель спеціального розкосу з урахуванням його згину реалізовано методом скінченних елементів на основі явної підпрограми користувача (VUMAT). Проведено динамічний нелінійний аналіз великопрольотної просторової сітчастої конструкції з використанням спеціальних розкосів із метою дослідження послідовності руйнування розкосів та прогресуючої стійкості конструкції до обвалення. Результати аналізу показують, що при застосуванні спеціальних розкосів початок їх руйнування та остаточне руйнування конструкції відбувається раніше, ніж у попередній конструкції. Кінцева несуча здатність динамічної прогресуючої нестабільності всієї конструкції, спричиненої вигином місцевих компресійних брекетів, значно нижча порівняно з методом альтернативного шляху, який краще відображає процес обвалення фактичної конструкції і може бути застосований до аналізу прогресуючого обвалення конструкції космічної сітки.
Ключові слова: прогресуючий колапс, динамічна нестійкість, просторова сітчаста структура, спеціальні розтяжки.

Вплив заповнення на механізм руйнування нероз’ємних з’єднань під дією зсувного напруження було ретельно вивчено з використанням коду потоку частинок (PFC2D). Досліджено вплив нерозрізних швів на стійкість тунелю в з’єднаних зразках. Спочатку для відтворення бетонного зразка було проведено калібрування PF2D. Чисельно розв’язано модельовані зразки розміром 100100 мм. Довжина надрізів становила 15, 10 та 5 мм. Кругове заповнення розташовувалося в середній частині моделі, діаметр заповнення становив 30 мм. Для дослідження заповнення модельних зразків використовувалися гіпсові матеріали. Для калібрування використовувалася модель плоского шва. Границя міцності при розтягуванні бетонних і гіпсових зразків становила 3,4 і 1,4 МПа відповідно. На дев’яти моделях було проведено випробування на зсув. Навантаження на зсув зі швидкістю 0,001 мм/с прикладалося до руйнування моделі. Результати показали, що при фіксованій довжині надрізів і за нормальних умов навантаження в шарі заповнювача виникали тріщини зсуву. Тріщини розтягу зароджувалися від вершин початкових тріщин (швів) і поширювалися в межах моделі до злиття з іншими швами та виходили до між моделі. Максимальні зсувні переміщення, що супроводжуються міцністю моделей на зсув, зростали зі зменшенням заповнення шва для фіксованих довжин надрізів.
Ключові слова: міцність на зсув, площа моста, заповнення, PFC2D.

Оцінено невідомі параметри перевернутого модифікованого розподілу Ліндлі з використанням концепції подвійної узагальненої статистики порядку як з класичної, так і з байєсівської точок зору. На основі розглянутого розподілу спочатку отримано оцінку максимальної правдоподібності та наближений довірчий інтервал параметра моделі з використанням статистики порядку та нижніх рекордних значень. Розглянуто оцінку Байєса при симетричній функції втрат із використанням гамма-пріоритету. Отримано найвищу апостеріорну щільність довірчого інтервалу на основі алгоритму Метрополіса–Хастінгса. Крім того, отримано результати для сингулярних та добутків моментів на основі подвійної узагальненої статистики порядку з використанням цього розподілу. На основі статистик порядку та нижніх рекордних значень проведено імітаційне моделювання методом Монте-Карло з метою перевірки виконання запропонованих оцінок, а також досліджено набір даних як для статистик порядку, так і для нижніх рекордних значень для ілюстративних цілей.
Ключові слова: інвертований модифікований розподіл Ліндлі, статистика подвійного узагальненого порядку, нижчі рекордні значення, байєсівська оцінка, оцінка максимально ї правдоподібності.

Дротяне-дугове адитивне виробництво (WAAM) – це технологія адитивного виробництва (АМ), яка використовує модифікований роботизований зварювальний апарат для виготовлення деталей за пошаровою схемою. АМ на основі дроту має багато основних переваг, включаючи хорошу гнучкість і контроль виробництва, а також більш легке автоматизоване виробництво. Порівнюються властивості на розрив балонів із низьковуглецевої сталі WAAM, виготовлених методами дугового зварювання електродуговим зварюванням імпульсним струмом (PGMAW) та дугового зварювання холодним електродом імпульсним струмом (PCMT). Мікротвердість і міцність на розрив циліндричних деталей WAAM оцінювали в нижній і верхній зонах. Циліндр PCMT-WAAM показав більш високу твердість, границю текучості (YS) і границю міцності на розрив (UTS), ніж циліндр PGMAW-WAAM. Мікроструктурні характеристики вироблених циліндрів із низьковуглецевої сталі варіювалися від одного процесу до іншого. Неоднорідність властивостей на розрив і твердості викликана варіаціями мікроструктурних характеристик.
Ключові слова: дротяно-дугове адитивне виробництво, PGMAW-WAAM, PCMTWAAM, низьковуглецева сталь, мікроструктура, властивості при розтягуванні.

Неоднорідність бетону в натурних умовах зумовлена внутрішньою мінливістю суміші матеріалів, якістю виготовлення, технологією будівництва та умовами навколишнього середовища. Це є причиною різної міцності при стиску існуючих залізобетонних конструкцій, що призводить до просторової варіабельності вимірювань. Проведено експериментальну програму на новій існуючій 25-поверховій залізобетонній будівлі з метою оцінки просторової мінливості міцності при стиску лабораторних зразків та зразків кернів, випробуваних на об’єкті, з метою знайти розподіл цих результатів на основі статистичного аналізу. Просторову мінливість міцності при стиску визначено на основі 315 литих зразків, відібраних на місці, та 312 зразків, відібраних з існуючих конструкцій методом колонкового буріння. Зокрема, варіабельність міцності бетону, отримана в структурних елементах залізобетона на місці, досліджувалася через дрібномасштабну варіабельність у межах одного елемента, великомасштабну та глобальну варіабельність між різними елементами, виготовленими з одного і того ж бетону. Найбільш зручним зразком для перевірки відповідності використаного бетону вимогам дизайн-проєкту через варіацію міцності при стиску в комплекті з трьох зразків на партію є монолітний куб. Згідно з аналізами існує кореляція між просторовою мінливістю, отриманою з кубічних зразків, і дрібномасштабною просторовою мінливістю, виявленою в стрижневих зразках. Однак існує значна різниця між глобальною та локальною просторовою мінливістю міцності бетону при стиску на місці.
Ключові слова: міцність при стиску, відбір керна, монолітний бетон, просторова мінливість, закон розподілу.

Досліджено мікроструктуру та механічні властивості алюмосилікатного гідрату кальцію (C-A-S-H) за допомогою моделювання молекулярної динаміки в силовому полі CLAYFF. Проведено комп’ютерне дослідження для визначення структурної моделі гелів C-A-S-H, що утворюються в Al-вмісних цементних пастах. Серію аморфних C-A-S-H було побудовано випадковим чином, починаючи з будівельних блоків, включаючи Ca2+ , Al3+, Si4+, O2– , OH– і H2O. Траєкторний аналіз показав, що ступінь полімеризації ланцюга SiO4 не змінювався зі збільшенням вмісту Al. Замість цього AlO4 діяв як зшивач ланцюга для формування структури Si-O-Al і розгалуженої мережевої структури фази C-A-S-H. При цьому інтеграція Al в C-S-H мала незначний вплив на модуль пружності C-S-H. Результати теоретичного моделювання добре узгоджуються з багатьма експериментальними даними і свідчать про універсальну застосованість методу моделювання стохастичної упаковки C-A-S-H для опису мікроструктури і механічних властивостей C-A-S-H.
Ключові слова: алюмосилікатний гідрат кальцію, Al-легування, моделювання молекулярної динаміки, мікроструктура, модуль Юнга.

Дощові опади та зміна рівня води у водосховищах часто призводять до зсувів, що загрожують життю та майну людей на прилеглих територіях. Тому необхідно прогнозувати зміщення зсувів. Пропонується нове поєднання методу екстремального підсилення градієнта (XGBoost) та методу фільтрації Ходріка–Прескотта для прогнозування зсувних процесів. По-перше, метод фільтрації Ходріка–Прескотта використовується для розкладання загального зміщення зсуву на зміщення тренду та періодичне зміщення. На зміщення тенденції впливає потенційна енергія зсуву та граничні обмеження, і воно прогнозується за допомогою поліноміальної функції найменших квадратів. Дощові опади та коливання рівня води у водосховищі є основними факторами, що впливають на періодичне зміщення, і для прогнозування періодичного зміщення використовується екстремальне підсилення градієнта. Загальне зміщення отримано шляхом додавання прогнозованого трендового зміщення та прогнозованого періодичного зміщення. Зсуви в місцевостях Базимен і Байшуйхе використано як приклад для перевірки спроможності запропонованої моделі. Порівняно з іншими методами прогнозування (нейронна мережа зворотного поширення (BP-NN), машинна регресія опорних векторів (SVR)) запропонований метод має більш високу точність і може ефективно прогнозувати зміщення зсувів.
Ключові слова: прогноз зсувів, метод фільтрації Ходріка–Прескотта, метод екстремального підсилення градієнта (XGBoost), найменша квадратична поліноміальна функція.

Границя міцності при прямому розтягуванні твердих гірських порід, таких як граніт, вимірювалася з використанням порожнистих зразків дискового типу у вигляді скельних кілець. Ці зразки було поміщено в новий пристрій, який передавав стискаюче навантаження на розтягування під час випробування на прямий розтяг. Перед проведенням лабораторних випробувань на реальних зразках геоматеріалу було виконано чисельне моделювання порожнистих дискових зразків із граніту (із п’ятьма різними діаметрами отворів) у двовимірному коді потоку частинок (PFC2D). Встановлено, що найкращі умови розтягуючого навантаження мають місце для зразків діаметром 15 см. Тому експериментальні випробування на установці для випробування на прямий розтяг із використанням пристрою для передачі навантаження від стискання до розтягу (CTLT) проводили на зразках із граніту з отворами 15 см. Для калібрування числового коду та порівняння непрямих і прямих значень границі міцності геоматеріалів на розрив в лабораторії було також виміряно непряму границю міцності гранітних зразків типу “бразильський диск”. Випробування на непрямий та прямий розтяг були змодельовані за допомогою PFC2D. Виміряні значення границь міцності на розрив зразків гранітних порожнистих дисків порівнювалися з відповідними числовими результатами. Числовий код був відкалібрований шляхом коригування відповідних мікропараметрів зразків гірських порід. При порівнянні результатів прямого і непрямого випробування на розтяг отримано хорошу кореляцію. Ці результати показали, що пряма границя міцності на розрив граніту, отримана за допомогою приладу CTLT, є нижчою, ніж непряма, отримана на зразках типу “бразильський диск”.
Ключові слова: пристрій для передачі навантаження стиску–розтягу, границя міцності, граніт, порожнисті дискові зразки, двовимірний код потоку частинок PFC2D, калібрування.

Ендокоронки, виготовлені за допомогою комп’ютерного проєктування/виготовлення (CAD/ CAM), зазвичай застосовуються для зміцнення ендодонтично пролікованих зубів із надмірною втратою тканин. Для цього можуть використовуватися монолітні або багатошарові конструкції. Реставрації, виготовлені за допомогою багатошарової техніки, можуть краще імітувати природні зуби. Оцінювався вплив різних матеріалів і методів їх застосування на напружений стан CAD/CAM ендокоронки. Було розроблено 3D cкінченноелементну модель, що імітує ендодонтично оброблений перший моляр нижньої щелепи. Зразок було модифіковано для імітації моляра з керамічною ендокоронкою. Із цієї основної моделі було розроблено три скінченноелементні моделі для імітації наступних структур ендокоронки: (1) склокераміка, армована дисилікатом літію, (2) монолітний цирконій та (3) багатошарова склокерамічна та скловолоконна ендокоронка (тобто структура зі скловолоконної серцевини та склокерамічної коронки). Для структурного аналізу використовували програмні пакети SolidWorks/ Cosmosworks. Матеріали, що використовувалися в дослідженні, вважалися однорідними та ізотропними. До оклюзійних поверхонь відреставрованих зубів прикладали навантаження 300 Н. Розраховували напруження за Мізесом на рівні дна порожнини, які становили 0,417...0,7 МПа, 0,6...0,85 МПа та 0,083...0,25 МПа відповідно. Багатошарова методика забезпечила найнижчі напруження та розподіл напружень, які можна порівняти з природною моделлю зуба. Моделі зубів, відновлених ендокоронками з діоксиду цирконію, показали найвищі напруження і виявилися найменш застосовуваними в стоматологічній практиці.
Ключові слова: ендодонтично ліковані зуби, скінченноелементний аналіз, розподіл напружень, біоміметична реставрація, ендокоронка.