2022 № 6

Розглядається використання рівнянь Райса–Трейсі–Хуанга та розв’язку Качанова про рівновагу сферичної порожнини для моделювання зростання концентрації пор в’язкого руйнування в матеріалі, що піддається впливу нейтронного опромінення. Узагальнене рівняння об’єднує класичні рівняння Райса–Трейсі–Хуанга, а також включає модифіковане рівняння 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 вихідних даних, пов’язаних із жорсткістю напруженого стану. Для моделювання процесу росту концентрації пор у жорстко-пластичному матеріалі розглядається узагальнене рівняння Райса–Трейсі–Хуанга, а для аналізу пористості в пружно-пластичному матеріалі з урахуванням радіаційної повзучості пропонується рівняння, отримане на основі розв’язку Качанова для сферичної порожнини у необмеженому просторі. Використання розв’язку Качанова для моделювання зростання концентрації пор дозволяє врахувати радіаційну повзучість на пружній ділянці діаграми деформування опроміненого матеріалу, на відміну від класичних рівнянь Райса–Трейсі–Хуанга, в яких пружна ділянка не розглядається. Урахування цього чинника впливає на результати аналізу поведінки пористого матеріалу, оскільки з підвищенням дози опромінення відбувається радіаційне зміцнення, що призводить до зниження пластичності матеріалу, і тому за умови тривалого нейтронного опромінення роль пружної деформації та радіаційної повзучості на пружній ділянці діаграми деформування підвищується. На основі одержаних співвідношень, що випливають із розв’язку Качанова, сформульовано рівняння для опису зростання об’ємної концентрації пор у матеріалі залежно від приростів деформацій миттєвої пластичності та радіаційної повзучості. Використовуються сучасні моделі радіаційного розпухання і радіаційної повзучості, в яких враховується пошкоджуюча доза, температура опромінення і вплив напруженого стану та накопиченої незворотної деформації на процеси розпухання і повзучості опроміненого матеріалу.

Ключові слова:напружений стан, радіаційне розпухання, радіаційна повзучість, зростання пор в’язкого руйнування, рівняння Райса–Трейсі–Хуанга, розв’язок Качанова для сферичної порожнини.

Установлено, що електродинамічна обробка (ЕДО) зразків стикових зварних з’єднань призводить до переходу залишкових зварювальних розтяжних напружень у стискальні. Розроблено математичну модель механізму ударної взаємодії електрода-індентора зі зварною пластиною зі сплаву АМg61 при ЕДО в умовах підвищених температур. Розв’язок задачі проводився в плоскій двовимірній лагранжевій постановці з використанням програми ANSYS/ LS-DYNA. Термічний цикл зварювання задавали механічними характеристиками сплаву АМg61 при температурах 150 і 300°С. Наведені результати розрахунку залишкових напружень при ударній дії електрода-індентора за кімнатної і підвищених температур у попередньо напружених розтягуванням пластинах товщиною 3 мм. Дослідна перевірка залишкового напружено-деформованого стану методом електронної спекл-інтерферометрії підтвердила результати математичного моделювання, а саме: зниження розтяжних напружень і зростання стискальних у шві після ЕДО при температурі 150°С порівняно з ЕДО при 20°С. Показано, що найбільш прийнятною (із досліджених значень температури) для виконання ЕДО є температура 150°С. Доведено, що ЕДО зразків стикових з’єднань у процесі зварювання TIG підвищує точність їх виготовлення, що характеризується зниженням рівня залишкового поздовжнього жолоблення порівняно з ЕДО після зварювання. Установлено, що ЕДО зразків стикових з’єднань у процесі зварювання TIG сприяє оптимізації напруженого стану: зростає рівень залишкових зварювальних стискальних напружень у шві порівняно з ЕДО після зварювання.

Ключові слова:електродинамічна обробка, електродний пристрій, залишкові зварювальні напруження, алюмінієвий сплав, імпульс електричного струму, ударна взаємодія, скінченноелементна модель, електрод-індентор, теорія пружно-пластичної течії, мембранні напруження, зварювання неплавким електродом.

Чисельно досліджено вплив товщини металевого шару на напружено-деформований стан та міцність металокомпозитних циліндрів постійної загальної товщини під дією внутрішнього динамічного тиску від вибуху рівномірно розподіленого вздовж осі заряду вибухової речовини в повітряному середовищі при постійній відносній масі заряду ξ = 1,421.Міцність циліндрів розраховувалася згідно з узагальненим критерієм Мізеса. Показано, що міцність оболонок з однонаправленим коловим армуванням зовнішнього композитного шару при використанні композитів із низькою границею міцності при розтягу в площині ізотропії визначається переважно хвильовими процесами вздовж товщини оболонки. За такої умови її залежність від радіальних і осьових напружень значно вища, ніж від колових, які зазвичай набагато більші за перші дві компоненти тензора напружень. Розглянуто чотири види композитів і два види циліндрів: тонкостінні та середньої товщини. Циліндри двошарові: внутрішній шар сталевий (сталь 20), зовнішній – композит із коловим армуванням. При даній ξ і постійній загальній товщині циліндра H оптимальне з точки зору міцності відношення βопт товщини h металевого шару до H істотно залежить від H, виду композита, тобто його фізико-механічних характеристик, і змінюється в інтервалі 0,4…0,7 для тонкостінних і 0,6…0,7 для середньої товщини циліндрів. Істотний вплив на міцність оболонок мають пластичні незворотні втрати енергії у внутрішньому сталевому шарі, через що в зовнішній композитний шар проходить ударна хвиля з меншою інтенсивністю, і міцність об’єкта в цілому може бути забезпечена. Для тонкостінних циліндрів урахування пластичного деформування сталевого шару суттєво змінює динаміку об’єктів якісно, але несуттєво підвищує міцність кількісно – функція міцності Мізеса може зменшуватись менше ніж на 5% порівняно з ідеально пружним розрахунком. Для циліндрів середньої товщини врахування пластичного деформування металу суттєво змінює хвильові картини як якісно, так і кількісно – функція міцності може зменшуватись майже на 50% порівняно з пружним розрахунком

Ключові слова:: металокомпозитний циліндр, внутрішнє вибухове навантаження, однонаправлено армований композитний шар, міцність, напружено-деформований стан, чисельні методи.

Процеси ударного навантаження досліджуються протягом довгого часу, проте залишається ще багато питань, розв’язок яких є важливим для різних галузей промисловості, особливо для військової. Приведено результати комплексних експериментальних досліджень із визначення енергетичних характеристик руйнування при зародженні та розповсюдженні тріщин у зразках Шарпі з високоміцної сталі Hardox 450 та броньованої сталі Armox 500T, вирізаних із листів у двох різних напрямках, при випробуваннях на ударний згин. Випробування проводились на інструментованому вертикальному копрі, обладнаному високошвидкісною системою реєстрації даних, у діапазоні температур Т=-196…300°С. За результатами випробувань отримано діаграми навантаження у координатах зусилля–час, розраховано повну енергію деформування і руйнування та її складові: енергії зародження, в’язкого підростання і крихкого проскоку тріщини та в’язкого долому зразка. За допомогою методів кількісної фрактографії проведено дослідження поверхонь зламів зразків та визначено питомі енергії деформування і руйнування й її складові. Показано, що напрямок вирізки зразків суттєво впливає на енергетичні характеристики руйнування. На верхньому шельфі зразки, вирізані у поздовжньому напрямку, мають величину енергії вищу, ніж зразки у поперечному напрямку, для цих сталей. Для сталі Hardox 450 ця різниця складає близько 38%, для сталі Armox 500T – майже 118%. Використання високошвидкісної системи реєстрації дозволяє визначати середню швидкість розповсюдження тріщини та її швидкість на окремих ділянках при зіставленні відповідних зон на діаграмі навантаження та на поверхні зламу зразків. Показано, що для зразків, вирізаних у поперечному напрямку, середня швидкість розповсюдження тріщини на 10…15% вища, ніж для зразків, вирізаних у поздовжньому напрямку, обох сталей.

Ключові слова:зразок Шарпі, ударний згин, високоміцні сталі, енергетичні характеристики руйнування, швидкість розповсюдження тріщини.

Технологія 3D-друку стала потужним інструментом створення та виробництва інноваційних композиційних матеріалів та виробів. Останнім часом при застосуванні 3D-друку все частіше використовують композиційні витратні матеріали, коли до традиційних полімерів, металів, кераміки додають різноманітні наповнювачі, що дає змогу покращити експлуатаційні властивості друкованих виробів. Численні дослідження засвідчили, що якість виготовлених деталей залежить від багатьох змінних процесу 3D-друку. Експериментально досліджено вплив параметрів процесу 3D-друку методом наплавлення, таких як орієнтація укладання та товщина шарів друку, на механічні характеристики зразків, виготовлених із композитних монониток на основі PLA-Cg+ (із наповненням шаруватого графіту 5%) та PLA-CCF (із введенням у PLA пластик 10% вуглецевих волокон), за умов стиску. Досліджували вплив двох параметрів процесу 3D-друку, орієнтацію укладання та товщину шару друку на механічні характеристики зразків PLA+графіт, надрукованих методом наплавлення, при випробуваннях на стиск згідно з планом повного факторного експерименту 32//9 (два фактори на трьох рівнях, усього дев’ять випробувань). Показано, що як орієнтація укладання, так і товщина друкованого шару мають великий вплив на механічні властивості зразків обох матеріалів. Розроблено регресійні моделі, що описують вплив параметрів процесу на модуль Юнга та границю пропорційності зразків. Установлено, що як границя пропорційності, так і модуль пружності надрукованих зразків із PLA-Cg+ зростають зі зменшенням товщини друкованого шару. За товщини шару 0,1 мм зразки з напрямом осадження нитки, що збігається з напрямом навантаження, мають найкращі механічні характеристики. Якщо вісь навантаження знаходиться під кутом до напряму осадження нитки, зразки мають нижчі значення пропорційності та жорсткості. Залежності між параметрами процесу і механічними характеристиками зразків із PLA-CCF є більш складними. Отримані результати дають змогу системно оцінити механічні характеристики надрукованих методом наплавлення полімерів та потенційні способи вибору параметрів процесу для підвищення якості кінцевих деталей.

Ключові слова:3D-друк, адитивне виробництво, моделювання методом наплавлення, PLA-Cg+, PLA-CCF, механічні властивості, випробування на стиск.

Досліджено характер впливу результатів азотування поверхневого шару на характеристики витривалості титанового сплаву ВТ1-0. Чинником такої постановки задачі є необхідність зміцнення деталей і конструкційних елементів шляхом поверхневої їх модифікації. Перевірку ефективності технології зміцнення проведено на прикладі втомного згинного навантаження. Попередню модифікацію поверхневого шару зразків матеріалу виконано за технологією дифузійного іонно-плазмового термоциклічного азотування (ІПТА), змінними параметрами якої були тиск, температура в робочій камері, а також тривалість дифузійного процесу. Для експериментального визначення впливу параметрів модифікування на витривалість із метою проведення експериментів у реальний проміжок часу застосовано високочастотний метод визначення границі витривалості. Із метою визначення границі витривалості при симетричному згинному навантаженні було проведено випробування на витривалість консольних призматичних зразків шляхом збудження в них резонансних згинних коливань при частоті (11...12) кГц. Проведено втомні випробування п’яти груп зразків – одна зі зразками в стані постачання без технологічної обробки і чотири групи після технологічного модифікування поверхневого шару. В результаті побудовано втомні криві на базі 107 циклів навантаження. З’ясовано, що незалежно від варіації параметрів технології ІПТА в заданому їх діапазоні величини границі витривалості титану з модифікованою поверхнею вищі на (12...17)% порівняно з немодифікованим титаном ВТ1-0. З аналізу співвідношення між отриманими значеннями σ–1 і відповідними технологічними параметрами азотування, а також виходячи із наочного збігу кривих утоми на ділянці N≥3×106 циклів, де руйнування в основному носить втомний характер, зроблено припущення про можливість гарантованого зміцнення сплаву ВТ1-0 у вибраному проміжку технологічних параметрів незалежно від їх зміни в цьому інтервалі. Для практики це означає високу вірогідність повторення ефекту зміцнення і його стабільності в результаті азотування за такою технологією, яка таким чином буде забезпечувати підвищення границі витривалості навіть при можливих відхиленнях відповідних параметрів: тиску, температури, терміну дифузійного процесу.

Ключові слова:границя витривалості, покриття, зміцнення поверхні, іонне азотування, циклічне навантаження, резонансні коливання, високочастотні втомні випробування.

Досліджено механічні характеристики (міцність, пластичність, мікротвердість) та структурно-фазовий стан титанового сплаву ВТ22 (Ti–5Al–5Mo–5V–1,5Cr–Fe) після поверхневого деформаційно-дифузійного оброблення (ДДО), яке включає в себе попереднє холодне поверхневе пластичне деформування (ХППД) та наступне газове азотування (ГА). Показано, що попереднє ХППД у складі ДДО інтенсифікує нітридоутворення і газонасичення поверхневого шару сплаву, що підтверджується вищою на 20% мікротвердістю поверхні зразків та на 30% глибшим зміцненим приповерхневим шаром порівняно з ГА за аналогічних температурно-часових параметрів оброблення, проте без ХППД. Сплав ВТ22 після ДДО має товстіший шар нітриду ~5 мкм проти ~3 мкм після традиційного ГА. Відзначимо, що структура матриці сплаву після ГА та ДДО відповідає структурі сплаву після штатної зміцнювальної термічної обробки. Міцність та пластичність 5-кратних циліндричних зразків визначали на універсальній розривній машині FP-100/1 статичним розтягом за наступних умов: температура 20С, вологість 50...60%, атмосферний тиск 0,1 МПа, швидкість розтягування 1,66710–5 м/с. Випробування на розтяг показали, що після ДДО міцність зразків залишається на вихідному рівні, однак пластичність знижуються на ~10%. Проте, після ГА міцність знижується на ~10%, а відносне видовження залишається на вихідному рівні. Фрактографічним аналізом установлено, що після запропонованих поверхневих оброблень між міцністю титанового сплаву та характеристиками зламу (розмірами і глибиною ямок у приповерхневому шарі металу) існує певна кореляція. Зразки з найбільшою міцністю на зламі мають найменший розмір ямок у приповерхневому (зміцненому) шарі. Так, зразки після ДДО на зламі мають найменший розмір ямок у приповерхневій зоні, що вказує на вищий рівень енергоємності руйнування і, як наслідок, на вищу міцність порівняно зі зразками після ГА. Попереднє ХППД у складі ДДО титанового сплаву ВТ22 забезпечує вищий комплекс механічних характеристик, ніж традиційне ГА.

Ключові слова:титановий сплав, інженерія поверхні, механічні характеристики, мікротвердість, міцність, пластичність.

Досліджено якість матеріалу лопаток та зразків, відлитих із жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ з використанням у шихті 50%-ного технологічного вороття (після попереднього переплаву), після гарячого ізостатичного пресування (ГІП) та термічної обробки за стандартним режимом. Установлено, що хімічний склад, макро- і мікроструктура, механічні та жароміцні властивості матеріалу досліджуваних виливків відповідають вимогам нормативно-технічної документації. Величина кута згину досліджуваних лопаток знаходиться в межах 88…126° (згідно з вимогами ОСТ 1.90.126-85 він має бути не меншим за 20°). У процесі гарячого ізостатичного пресування лопаток при температурі 1210°С і тиску 160 МПа відбувається заліковування мікропор і рихлот, що не виходять на поверхню деталей (знаходяться у внутрішніх об’ємах металу). Структура лопаток турбін після ГІП без мікропор, що сприяє її стабілізації та покращенню властивостей матеріалу. Розмір виявлених після ГІП одиничних мікропор більш ніж у 40 разів менший порівняно з порами в литих лопатках до проведення ГІП. Підтверджено рентабельність виготовлення лопаток турбін із використанням у шихті 50%-ного вороття. Показано позитивний вплив ГІП порівняно зі стандартною термічною обробкою на комплекс фізико-механічних та експлуатаційних властивостей відповідальних литих виробів із жароміцних нікелевих сплавів для авіаційних і енергетичних силових установок.

Ключові слова:жароміцний нікелевий сплав, лопатка, технологічне вороття, гаряче ізостатичне пресування, хімічний склад, структура, механічні властивості, жароміцність.

Засади термодинаміки знайшли широке застосування при розв’язку задач механіки твердого тіла. Виконано багато теоретичних та експериментальних досліджень процесів ізотермічного і неізотермічного деформування матеріалів. Успішно розв’язано багато стаціонарних і нестаціонарних, незв’язаних і зв’язаних задач термо-, електро-, термоелектропружності і пластичності, що дозволяє визначити плинний стан матеріалу з урахуванням експлуатаційних та технологічних чинників. Окреслення межі використання розв’язків, тобто визначення граничного стану, є окремою задачею, яка передбачає розробку феноменологічних рівнянь, аргументи яких віддзеркалюють пошкодженість матеріалу. Аргументи одночасно повинні враховувати зміну термодинамічного стану й особливості процесу деформування. Таким вимогам задовольняє механічна робота, але тільки її певна частина пов’язана з пошкодженістю матеріалу. Вона залежить від шляху переходу з початкового в кінцевий стан і є функцією процесу. Визначено інтегруючі множники для приростів механічної роботи та теплоти, що дало можливість обґрунтувати деформацію й ентропію як аргументи рівнянь граничних станів матеріалів при їх ізотермічному та неізотермічному деформуванні. Запропоновано рівняння граничного стану для загального випадку руйнування матеріалів, а саме: для їх плавлення та випаровування. Сформульовано умови подібності локальних термодинамічних систем, які можна розглядати як перші засади відносної термодинаміки.

Ключові слова:напруження, деформація, температура, функції стану, рівняння граничного стану, інтегруючий множник, умови подібності термодинамічних систем.

Останнім часом багато уваги приділяється розвитку методів чисельного моделювання для розрахунку складних вузлів елементів обладнання 1-го контуру АЕС. Використання нових методик дає змогу підвищити точність результатів та значно скоротити розрахунковий час. Це важливо при розв’язанні задач моделювання процесів зародження та розповсюдження тріщин у матеріалі, в яких, зокрема, необхідні локальні згущення скінченноелементної сітки. Описано методику “сабмоделінгу”, яка дозволяє проводити розрахунки окремих вузлів елементів конструкцій з урахуванням складних геометричних форм, контактних умов та інших факторів, які складно враховувати звичайними чисельними методами. За допомогою методики розраховано напружено-деформований стан у складних вузлах компенсатора тиску реакторної установки АЕС ВВЕР-440. Побудовано глобальну спрощену скінченноелементну модель компенсатора тиску та деталізовану сабмодель патрубка вприскування з урахуванням зазору між захисною оболонкою і його внутрішньою поверхнею, а також контактних умов. Показано, що при моделюванні складних вузлів запропонована методика дає більш консервативні результати, тому її застосування підвищує достовірність оцінки міцності відповідальних елементів конструкцій, зокрема обладнання 1-го контуру АЕС.

Ключові слова:метод скінченних елементів, сабмоделінг, компенсатор тиску.

Досліджено в’язкість руйнування при згині загартованої та відпущеної порошкової металургійної швидкорізальної сталі ASP2030 при експериментальному триточковому випробовуванні на згин за даними скінченноелементного аналізу. Вимірювали нормальну міцність при згині зразків із надрізом і без надрізу, термооброблених при 1150, 1170 і 1185°С з наступним гартуванням до кімнатної температури, після триразового відпуску при 560°С протягом 2 годин. За допомогою методу скінченних елементів проаналізовано істинний розподіл напружень та виконано розрахунок критичного напруження руйнування в зразках при випробуванні на згин. Мікроструктурні особливості зразків досліджували методами рентгенівської дифракції та польового емісійного скануючого електронного мікроскопа з детектором зворотного розсіювання електронів (EBSD). У загартованих зразках не виявлено залишкового аустеніту, а за результатами EBSD-аналізу та рентгеноструктурних досліджень мікроструктура матриці складається з мартенситних феритних граток. Із підвищенням температури аустенізації від 1150 до 1185°С міцність при згині зразків зменшується. Це пов’язано з тим, що після відпуску збільшується розмір зерен попереднього аустеніту, а отже, і мартенситних феритних граток. Із підвищенням температури аустенізації зменшується об’ємна частка нерозчинених карбідів, що призводить до їх збільшення і зниження границі міцності при згині. За даними методу скінченних елементів критична довжина тріщини, розрахована за критичним напруженням руйнування, приблизно дорівнює середньому діаметру нерозчинених карбідів.

Ключові слова:швидкорізальна сталь, міцність при згині, напруження відколу, метод скінченних елементів, надріз, зворотне розсіяння електронів.

Проаналізовано механічні властивості високопродуктивної нитки AM9085F після термоударного навантаження. Випробування на зсув із V-подібним надрізом проводилося для визначення зміни властивостей купонів із таким же V-подібним надрізом із використанням нитки. Купони піддавалися термоударному навантаженню шляхом температурного циклування протягом 180 діб. Зсувні властивості кондиційних і некондиційних купонів досліджували за допомогою експериментів, скінченноелементного аналізу й аналітичної теплової моделі. Застосування термічного ударного навантаження призвело до зниження міцності при зсуві на 22%, а деформації до руйнування – на 16%. Температура впливала на температуру руйнування та навантажувальну здатність купонів. Випробування з V-подібним надрізом можна використовувати для визначення зсувних властивостей матеріалів ПНФ, які демонструють подібні напруження зсуву і деформації при навантаженні до руйнування внаслідок концентрації напружень, зумовлених розширенням матеріалів і зміною їх вологості.

Ключові слова:виготовлення плавленої нитки AM9085F, міцність при зсуві з V-подібним надрізом, термоударне напруження, складова сталого розвитку, відновлена енергетика.

Протягом останніх десятиліть полімерні матеріали широко використовуються в багатьох галузях промисловості. Дійсно, ці матеріали вибирають за те, що їх легше реалізувати, тому що низька вартість виробництва і їх різноманітні механічні характеристики – це ті особливості, які мають хороші механічні характеристики. Прискорення технологічного розвитку, яке ми переживаємо, змушує дедалі більше інженерів-механіків займатися проблемами пошкодження матеріалів. Однак ці серйозні проблеми часто призводять до раптового руйнування, що нерідко стає причиною нещасних випадків. Це відбувається, на жаль, занадто часто через недостатнє знання умов експлуатації або навіть параметрів пошкодження. Розглянуто, як температура в діапазоні –10 до 90°C впливає на поведінку хлорованого полівінілхлориду (ХПВХ) і як це впливає на механічні та фізичні властивості цього полімеру. Спрогнозовано пошкодження зварного шва ХПВХ за допомогою простих випробувань на розтяг зразків зварного шва. Рівняння пошкодження дають змогу визначити критичну частку ресурсу, щоб передбачити час, коли пошкодження стає раптовим і потрібне профілактичне обслуговування системи.

Ключові слова:механічна поведінка, температура, пошкодження, випробування на розтяг, технічне обслуговування, хлорований полівінілхлорид (ХПВХ).

На основі нелокального градієнта деформації та класичної теорії оболонок отримано рівняння, що описують функціонально градуйовані циліндричні нанопанелі (відкриті циліндричні оболонки). Властивості нанопанелі градуйовано у вигляді степеневого розподілу за напрямком товщини. Рівняння стійкості лінеаризації отримано з використанням критерію суміжної рівноваги. Визначальні рівняння розв’язуються методом Гальоркіна для дослідження впливу параметра масштабу довжини матеріалу, нелокального параметра, геометричних параметр ів і властивостей матеріалу на поведінку при згині функціонально градуйованих циліндричних нанопанелей. Чисельні результати порівнюються й обговорюються з відомими даними. Відновлено розв’язок задачі про згин замкненої циліндричної оболонки, якщо кут розкриття прийнято рівним 360.

Ключові слова:згин, циліндричні нанопанелі, функціонально градуйовані матеріали, метод Гальоркіна, нелокальна теорія градієнта деформації.

Поведінку розповсюдження корозійного розтріскування під напругою конструкційних матеріалів атомної енергетики у високотемпературному водному середовищі можна розглядати як розрив і регенерацію оксидної плівки під дією матеріалу, корозійного середовища та механічного мікросередовища. Для розуміння впливу процесу пасивації форми в околі вершини тріщини в часі на поле повзучості використовується зміна величини кривизни оксидної плівки для представлення процесу пасивації форми в околі вершини тріщини. За допомогою скінченноелементного програмного забезпечення ABAQUS змодельовано і проаналізовано поле повзучості в околі вершини тріщини та закон розподілу оксидної плівки в околі вершини тріщини при різних її кривинах. Показано, що різні кривини оксидної плівки впливають на величину і розподіл напружень та деформацій в околі вершини тріщини. Зі збільшенням кривини оксидної плівки величина повзучості, її швидкість та швидкість росту тріщин основного металу демонструють зростаючу тенденцію.

Ключові слова:аустенітна нержавіюча сталь, повзучість, морфологія оксидних плівок, процес пасивації.

Сульфід міді сурми (CuSbS2-CSC) – це тришаровий напівпровідниковий матеріал, який розглядався як поглинач у тонкоплівкових сонячних елементах завдяки оптимальній ширині заборонено ї зони 1,5 еВ із високим коефіцієнтом поглинання (понад 104 см–1). Він має привабливі оптичні й електричні властивості, а також земні, дешеві та малотоксичні складові елементи. Матеріал CSC отримують за допомогою простої твердотільної реакції з використанням Sb2S3 та двох джерел міді: ацетату міді та хлориду міді як вихідного матеріалу. Подрібнений матеріал поміщали в піч для термолізу. Для всіх зразків встановлювали температуру 200°C на 1 годину. Проаналізовано вплив концентрації міді. Приготований матеріал охарактеризовано за допомогою рентгенівської дифракції, раманівської спектроскопії, дифракції виділеної області та трансмісійної електронної мікроскопії. Рентгенограми підтвердили наявність фази CuSbS2 у більшості зразків. У деяких зразках виявлено температурно-залежні фази CuSbS2, такі як Sb2S3 та Cu12Sb4S13. Дифракція комбінаційного розсіювання та дифракція виділеної області також добре узгоджуються з даними рентгеноструктурного аналізу. Трансмісійна електронна мікроскопія показує формування нанорозмірної структури матеріалу.

Ключові слова:CuSbS2, рентгеноструктурний аналіз, трансмісійна електронна мікроскопія, раманівська спектроскопія, кульове подрібнення.

Для дослідження поведінки зчеплення надвисокоміцного бетону зі сталевою арматурою було проведено випробування на центральне висмикування 48 кубічних зразків зчеплення, оцінено граничне напруження, середнє напруження зчеплення, середнє проковзування. Обговорено вплив довжини та діаметра арматури, що вводиться, на адгезійні властивості залізобетону в надвисокоміцному бетоні. Показано, що середнє граничне напруження зчеплення зростає зі збільшенням довжини арматури. При довжині закладення 3d і 4d відбувається висмикування арматури, а при довжині закладення 5d – її руйнування. При збільшенні діаметра арматурного стрижня з 14 мм до 20 мм середнє граничне напруження зчеплення зростає з підвищенням граничної сили розтягування.

Ключові слова:надвисокоміцний бетон, адгезійні властивості, довжина зчеплення, випробування на висмикування.

Досліджено вплив різної конфігурації ешелонованої тріщини з різним кутом нахилу на механізм її розповсюдження в гіпсових зразках різної довжини в умовах одновісного стискаючого навантаження. Зразки було спеціально підготовлено в лабораторних умовах і випробувано на одновісний стиск. Площі мостів визначалися з урахуванням відстані між тріщинами 2 см. Зразки містили ешелоновані тріщини з кутом нахилу 0, 30, 60 та 90°. Для дослідження впливу ешелонованих тріщин на механізми розкриття тріщин у скелеподібних матеріалах при стисканні випробувано 12 зразків із різною конфігурацією. Результати забезпечили точну та надійну методологію дослідження механізму розкриття тріщин у скелеподібних матеріалах.

Ключові слова:скелеподібний матеріал, ешелонована тріщина, випробування на стиск.

Виїмка твердих порід впливає на ефективність проходки. Під час виїмки ґрунту відрізні зуби тунелепрохідницької машини сильно зношуються або навіть ламаються. Однак традиційні вибухові технології видобутку можуть призвести до різних проблем безпеки. У практичній інженерії терміново потрібен новий вид кам’яної дробарки. Було використано програмне забезпечення скінченнорізницевого аналізу для ключових параметрів бурового гідророзриву (діаметр свердловини, відстань між свердловинами та їх кількість) й обговорення впливу зони розриву, утвореної кількома свердловинами, на пошкодження навколишньої породи. Показано, що тверда порода легше піддається руйнуванню зі збільшенням діаметра свердловини. Зменшення кроку свердловини посилює ефект розтріскування, а зі збільшенням кількості свердловин зростає кількість зон руйнування. Дослідження може мати велике теоретичне і практичне значення в розробці нового типу дробарки для каменю і підвищенні ефективності виїмки.

Ключові слова:буріння, скінченнорізницевий аналіз, виїмка твердих гірських порід, тріщина в породі.

Вивчено вплив застосування BisCover LV на мікротвердість, шорсткість поверхні та зміну кольору після відбілювальної обробки. Для дослідження було відібрано 120 зразків зубів. Спектрофотометричний аналіз кольору зразків проводився як на початковому етапі, так і після відбілювання. Зразки було випадковим чином розподілено на вісім (n=15) як зразки з BisCover LV та без Biscover LV, із зануренням у знебарвлюючі розчини (кава, вино, кола, вода) на 15 хв, 7 год та 3,5 доби. Спектрофотометричний аналіз кольору проводили і реєстрували в кожен період оцінки. Розраховували E зміни кольору. Зразки з BisCover LV були значно менш забарвленими, ніж зразки без BisCover LV, незалежно від типу розчину та періоду оцінки, після відбілювання (p<0,001). Зразки з BisCover LV показали найменші значення E (2,35±1,13), і ця різниця була статистично незначущою (p<0,001). Зразки без BisCover LV, витримані у вині, мали максимальне значення E (25,60±7,28), і ця різниця виявилася статистично достовірною (р<0,001). Важливо зберегти колір зубів після відбілювання і застосування Biscover LV є ефективним.

Ключові слова:відбілювання, знебарвлення, BisCover LV, спектрофотометр.