2023 № 1

Досліджено умови коректності нелінійних задач механіки непружного деформування, в яких враховується зростання об’єму зароджених пор у матеріалі, що піддається впливу нейтронного опромінення. Аналіз пористості опроміненого матеріалу ґрунтується на рівняннях Райса–Трейсі–Хуанга та на розв’язку Качанова для сферичної порожнини. Узагальнене рівняння об'єднує класичні рівняння Райса–Трейсі–Хуанга і 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 опроміненого пористого матеріалу, що сприяє ослабленню обмежень вихідних даних, пов’язаних із жорсткістю напруженого стану. Для моделювання зростання об’ємної концентрації пор у жорстко-пластичному матеріалі розглядаються рівняння Райса–Трейсі–Хуанга, а для аналізу пористості в ідеальному пружно-пластичному матеріалі пропонується використовувати розв’язок, отриманий Качановим для сферичної порожнини. Застосування розв’язку Качанова до моделювання зростання концентрації пор дає змогу врахувати радіаційну повзучість на пружній ділянці діаграми деформування опроміненого матеріалу, на відміну від класичних рівнянь Райса–Трейсі–Хуанга, в яких пружна ділянка не розглядається. 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. Для аналізу поведінки опроміненого пористого матеріалу застосовуються рівняння радіаційної повзучості, в яких незворотні деформації включають деформації миттєвої пластичності, радіаційного розпухання, радіаційної повзучості та структурні об’ємні деформації, що враховують концентрацію пор у матеріалі. Аналізуючи властивості визначальних рівнянь, можна встановити умови, за яких потужність дисипації та потужність, що розвивається додатковими напруженнями на викликаних ними додаткових деформаціях, не зменшуються в процесі навантаження опроміненого пористого матеріалу. На основі одержаних енергетичних нерівностей, що узагальнюють постулат Друкера, встановлено умови, які забезпечують коректність визначальних рівнянь радіаційної повзучості, в яких враховується зростання об’єму пор за узагальненим рівнянням Райса–Трейсі–Хуанга та за розв’язком Качанова для сферичної порожнини. За результатами аналізу опромінення сприяє зростанню об’єму пор у матеріалі, а обмеження максимальних значень параметра жорсткості напруженого стану з урахуванням одержаних апріорних оцінок – стійкості та збіжності обчислювальних процесів розв’язання крайової задачі.

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

Досліджено вплив конструктивних і технологічних чинників на вібронапруженість робочих коліс 1-ї ступені компресора низького тиску з консольним кріпленням лопаток із диском і вінця 2-ї ступені вільної турбіни з бандажованими лопатками різних типів авіаційних газотурбінних двигунів. Приведено результати розрахунково-експериментальних досліджень впливу розладу частот, зумовленого зменшенням довжини пера консольної лопатки та стоншенням переходу пера в бандажну полицю, на вібронапруженість міжпазових виступів диска та лопаткового вінця відповідно. Розроблено тривимірні скінченноелементні моделі робочих коліс із порушеною циклічною симетрією через розлад частоти коливань однієї лопатки як найбільш небезпечного випадку розкиду власних частот по вінцю. Розрахунково-експериментальні дослідження вібронапруженості міжпазових виступів проводились для двох модифікацій диска робочого колеса з різною товщиною обода. Показано, що характерною особливістю розподілу резонансних амплітуд коливань є їх локалізація в околі лопатки з розладом частоти. В околі лопатки вінця зі стоншенням поперечного перерізу пера спостерігається різниця в розподілі зон максимальних еквівалентних напружень, що може призвести до локалізації коливань лопаток з їх подальшим руйнуванням. Установлено, що вібронапруженість міжпазових виступів дисків залежить від гармоніки збудження коливань та величини пружної зв’язаності лопаток із диском, що визначається його жорсткістю. Результати обчислювальних експериментів свідчать про можливість зниження як вібронапруженості, так і рівня локалізації резонансних амплітуд коливань шляхом аналізу та вибору характеристик, які впливають на жорсткість зв’язку лопаток, що має важливе практичне значення для підвищення вібраційної надійності робочих коліс авіаційних двигунів.

Ключові слова:робоче колесо, розлад частот коливань лопаток, частотна функція, вібронапруженість, міжпазовий виступ диска, бандажовані лопатки.

Запропоновано методику теоретичної оцінки границі витривалості матеріалу за умов багатоциклової втоми. Оцінка базується на факті існування в цих умовах непоширювальної поверхневої втомної тріщини розміром в одне зерно на рівні розмаху прикладених напружень, що дорівнює границі витривалості. У зв’язку з цим під час розробки методики використовувався інструментарій лінійно-пружної механіки руйнування, але з поправками на розмір і геометрію для короткої втомної тріщини. Методика дозволяє оцінювати границю витривалості гладких зразків за симетричного та за додатних асиметрій циклу навантаження. Вихідними даними для оцінки є характеристики статичної міцності та мікроструктури матеріалу. Достовірність оцінки підтверджено порівнянням розрахункових результатів із відомими експериментальними даними для конструкційних сплавів різних класів.

Ключові слова:багатоциклова втома, границя витривалості, коротка втомна тріщина, мікроструктура, конструкційні сплави.

Останнім часом багато уваги приділяється дослідженням особливостей деформування та руйнування високоміцних сталей в умовах екстремальних навантажень, за яких вони переважно експлуатуються. Одним з актуальних питань є коректне визначення параметрів моделей деформування матеріалів. Випробування на пробиття перешкод із високими швидкостями 100…1000 м/с, що використані для цього, є досить складними та дороговартісними, а також не дозволяють отримати достатньо інформації. Тому на сьогодні розробляються альтернативні експериментальні методи, до яких відносяться випробування на статичне та динамічне продавлювання тонколистових зразків зі швидкостями до 10 м/с. Такі випробування є більш простими та дають змогу отримати більше інформації про поведінку високоміцних матеріалів в умовах, які моделюють експлуатаційні. Приведено результати випробувань на статичне та динамічне продавлювання тонколистових зразків розміром 50 х 50 мм і товщиною 1 мм із броньованої сталі Armox 500T. Випробування на статичне продавлювання проводились на сервогідравлічній машині Instron 8802, для якої виготовлено спеціальне устаткування. Динамічне продавлювання тонколистових зразків проводилось на інструментованому вертикальному копрі, оснащеному високошвидкісною системою реєстрації деформацій та зусиль. Для таких випробувань було модернізовано експериментальне обладнання та розроблено конструкції спеціальних опор із метою жорсткого закріплення тонколистових зразків. Швидкість навантаження варіювалась від 0,5 до 10 мм/хв при статичному продавлюванні та від 3 до 5 м/с при динамічному. При випробуваннях використовувались три типи пуансонів: конічний; плоский та напівсферичний. За результатами випробувань отримано нові дані щодо впливу швидкості деформацій на особливості деформування та руйнування броньованої сталі Armox 500T. Досліджено вплив типу пуансонів на характер і механізми руйнування тонколистових зразків при статичному та динамічному продавлюванні. Установлено, що збільшення швидкості навантаження призводить до збільшення зусилля при руйнуванні зразка. Таким чином, опір деформуванню зростає приблизно на 20% зі збільшенням швидкості навантаження з 0,5 мм/хв до 5 м/с.

Ключові слова:статичне та динамічне продавлювання, сталь Armox 500T, швидкість деформації.

Чисельно досліджено вплив товщини металевого шару на напружено-деформований стан та міцність товстостінних 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 розраховується згідно з узагальненим критерієм Мізеса. Чисельно- аналітично доведено, що міцність циліндрів із коловим армуванням при використанні композитів із низькою границею міцності при розтягу в площині ізотропії в першу чергу визначається хвильовими процесами вздовж товщини оболонки і, як наслідок, розтягуючими радіальними й осьовими напруженнями: чим вони більші, тим менша міцність. Розтягуючі колові напруження, навпаки, в більшості випадків покращують міцність, тобто зміцнюють конструктивний елемент і збільшують запас міцності. Розглянуто циліндри з чотирма видами композита зовнішнього шару. Циліндри двошарові: внутрішній шар – сталевий (Ст20), зовнішній – композит із коловим армуванням. За вище вказаної відносної маси заряду ξ і постійної загальної товщини циліндра H оптимальне з точки зору міцності відношення βопт товщини h металевого шару до H значно залежить від виду композита, тобто від його фізико- механічних характеристик, і змінюється в інтервалі 0,3…0,7. Істотний вплив на міцність оболонок має пластичне деформування внутрішнього сталевого шару: врахування пластичного деформування сталі суттєво змінює динаміку об’єктів як якісно, так і кількісно – функція міцності може зменшуватись більше ніж на 50% порівняно з пружнім розрахунком. Доведено, що міцність металокомпозитних циліндрів дуже чутлива до хвильових явищ уздовж радіальної координати. Мають місце випадки, коли при деякому співвідношенні шарів β (близько 0,7) відносну масу заряду ξ, а отже, і абсолютну масу заряду М, можна збільшити більше ніж удвічі, не порушуючи вимоги міцності; водночас при відхиленні β всього на 1,5% циліндр почне руйнуватись.

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

Приведено і проаналізовано результати експериментальних досліджень із визначення дисипативних властивостей багатошарового полімерного композитного матеріалу, армованого вуглецевою тканиною Т300 саржевого плетіння, у діапазоні температури –140… …230ºС. Дослідження проведено методом вільних затухаючих коливань призматичних зразків із зазначеного матеріалу за умов чистого згину, що дає змогу досягти однорідності деформації по їх довжині. Описано метод дослідження та наведено блок-схему експериментальної установки для автоматизованого визначення дисипативних властивостей композитних матеріалів. За таку характеристику прийнято залежність логарифмічного декремента коливань від амплітуди відносної циклічної деформації у діапазоні (1…10)ꞏ10–4. Експериментальні дані одержано для плетеного композита вздовж утоку, основи та під кутом 45º до неї. Показано, що за низької температури (–60ºС) і температури склування (130ºС) у вуглепластику спостерігається пік дисипативної здатності, що зумовлено фазовими переходами його полімерної матриці. При підвищеній температурі зростання логарифмічного декремента коливань вуглепластика на порядок більше, ніж при низькій, та супроводжується значним падінням модуля пружності. Установлено, що зі збільшенням товщини досліджуваних зразків, яка визначається кількістю шарів, вплив фазових переходів у матриці на рівень розсіювання енергії у вуглепластику є менш вираженим. Одержані експериментальні дані свідчать про суттєву анізотропію характеристик розсіювання енергії коливань та їх залежність від амплітуди відносної циклічної деформації.

Ключові слова:дисипативні властивості, вуглепластик, модуль пружності, логарифмічний декремент коливань, композитний матеріал.

Показано необхідність урахування двовісного навантаження і коротких тріщин при випробуваннях на тріщиностійкість зразків для уточненої оцінки залишкового ресурсу корпусів атомних реакторів. Розроблено спеціальну конструкцію малогабаритних хрестоподібних зразків із лінійною та напівеліптичною тріщинами та оснастку для їх навантаження на двовісний згин на одновісній сервогідравлічній машині. На основі серії скінченноелементних розрахунків отримано залежності для обчислення коефіцієнтів інтенсивності напружень і J-інтеграла для полоси на триточковий згин із напівеліптичною тріщиною та лінійної і напівеліптичної тріщин у хрестоподібному зразку при його випробуваннях на двовісний згин. Із використанням отриманих даних уточнено та нанесено на температурну залежність в’язкості руйнування дані експерименту з впливу двовісного навантаження на характеристики тріщиностійкості корпусних реакторних сталей. Показано, що тріщиностійкість зразків із лінійними і напівеліптичними короткими тріщинами вища, ніж стандартних зразків, а двовісне навантаження хрестоподібних зразків з урахуванням моменту зрушення тріщини знижує її порівняно з одновісним навантаженням зразків із короткими тріщинами. Для узагальнення даних експерименту і побудови моделі прогнозування впливу двовісного навантаження на характеристики тріщиностійкості необхідно виконати додаткові експериментальні дослідження, щоб отримати статистично значущий результат.

Ключові слова:в’язкість руйнування, розрахунок J-інтеграла при двовісному навантаженні, параметри тріщиностійкості, хрестоподібний зразок, тріщиностійкість, чисельні розрахунки, напівеліптична поверхнева тріщина, двовісне навантаження.

У водні за тиску 30 МПа і температур 293, 773 і 973 К досліджено вплив вмісту нікелю на міцність, пластичність і малоциклову довговічність загартованих та зістарених зразків різних модифікацій аустенітних залізонікелевих сталей і сплавів у вихідному стані та після попереднього високотемпературного наводнювання. При 293 К водневе окрихчування загартованих матеріалів послаблюється зі збільшенням концентрації нікелю від 10 до 23 мас. %, в інтервалі концентрацій 23…45 мас. % воно незначне і суттєво зростає за більшого вмісту нікелю. Після старіння матеріали з вмістом нікелю 23 та 36 мас. % малочутливі до дії водневого середовища, за вищих його концентрацій окрихчування підсилюється. Структурний стан зістарених матеріалів відчутно впливає на ступінь водневого окрихчування їх різних модифікацій за випробувань на короткочасний розтяг і дещо менше за випробувань на малоциклову втому. В інтервалі концентрації нікелю 23…73 мас.% вплив водню на відносне поперечне звуження залишається майже стабільним, а на відносне видовження більш воднетривких модифікацій матеріалів і малоциклову довговічність зростає зі збільшенням вмісту нікелю. За 773 К вплив вмісту нікелю на відносне поперечне звуження у газоподібному водні за тиску 30 МПа дещо менший, але якісно такий же, як і при 293 К. За 973 К більш жароміцні високонікелеві сплави окрихчуються у водневому середовищі значно сильніше, ніж дисперсійно-твердіючі сталі. Термомеханічна обробка за схемою гартування, розтяг при кімнатній температурі та старіння 16 год при 973 К забезпечує значне підвищення пластичності матеріалів за наявності водню при однаковій міцності.

Ключові слова:аустеніт, інтерметаліди, водневе окрихчування, малоциклова довговічність, міцність, пластичність, термомеханічна обробка.

Уперше ефективність впливу змащувальних композицій з нанодобавками, що мають різний хімічний склад, на трибологічні характеристики двох марок середньовуглецевих сталей запропоновано аналізувати з використанням сумісно даних про ступінь зношування, зміну твердості й накопичення пошкоджень поверхневих шарів зразків y зоні контакту. Для оцінки рівня пошкодження мікроструктури матеріалів у зоні контакту і його впливу на трибологічні характеристики металевих пар тертя запропоновано використовувати методику, яка визначає рівень пошкодження матеріалу за параметрами розсіювання значень твердості. Як добавки до промислового мастила використовували нанопорошки міді, магнієвого сплаву, вуглецю та сталей, що досліджувались. Сумісний аналіз експериментальних даних про кінетику зношування, зміну твердості і накопичення пошкоджень поверхневих шарів зразків дає можливість установити певні кореляції між цими параметрами і зробити висновки щодо ефективності впливу добавок на підвищення зносостійкості досліджуваних сталей. За результатами експериментів зроблений висновок, що використання мастильних композицій на основі промислових мастил із добавками наноматеріалів, які виготовлено з матеріалу тієї складової пари тертя, що має меншу твердість, забезпечує суттєве підвищення зносостійкості та прийнятне значення коефіцієнто тертя. Це підтверджує можливість використання таких мастильних композицій для підвищення зносостійкості деяких елементів залізничної колії (рейок, гостряків стрілочних переводів тощо).

Ключові слова:зносостійкість, нанопорошки, випробування на тертя і знос, трибологічні характеристики, твердість, пошкоджуваність, метод LM-твердості.

На основі використання комплексної діаграми граничних напружень циклу запропоновано метод розрахунку режимів віброобробки елементів зварних металоконструкцій з метою зниження залишкових напружень на наперед задану величину без небезпеки втомного пошкодження на стадії технологічної обробки. В основу методу покладено зв'язок між кількісним зниженням залишкових напружень та величиною накопиченої пластичної деформації. Метод апробовано на прикладі випробувань балок коробчастого перетину зі сталі 20 і пластин із поздовжнім наплавленням зі сталі Ст3. На прикладі випробувань зразків зі сталі 45 експериментально й аналітично встановлено, що незалежно від способу досягнення пластичної деформації - або при статичному розтягу, або при циклічному навантаженні в умовах релаксації напружень при різній амплітуді зовнішнього навантаження - залишкові напруження знижуються практично на однакову величину.

Ключові слова:діаграма граничних напружень циклу, границя витривалості, залишкове напруження, границя текучості, границя циклічної повзучості, границя міцності, амплітуда напружень циклу, циклічна повзучість.

Зварювання різнорідних металів останнім часом викликає великий інтерес у зв’язку з його широким застосуванням в інженерному будівництві. Розглянуто способи зварювання різнорідних металевих з’єднань, що містять різні типи металів із різним хімічним складом, та оцінено їх втомну поведінку. У різнорідних металевих швах різниця в хімічному складі впливає на зварюваність і механічні властивості з’єднань. Описано фактори, що впливають на втомну міцність різнорідних зварних з’єднань. Оскільки зварні конструкції можуть використовуватися у відповідальних та небезпечних місцях, якість зварювання та механічні властивості зварного шва є надзвичайно важливими. Приведено детальний огляд літератури з оцінкою останніх досліджень механічних властивостей різнорідних зварних з’єднань, таких як втомна міцність, границя міцності при розриві, твердість, а також розглянуто останні розробки в області зварювання різних металів. Очікується, що це дослідження, яке присвячене останнім досягненням в області з’єднання різних комбінацій металевих сплавів, підвищить інтерес дослідників у майбутньому.

Ключові слова:неоднорідний зварний шов, втомна міцність, неоднорідні металеві пари, механічні властивості різнорідного зварного шва.

Досліджено вплив кутів падіння ешелонованих надрізів на акустичну емісію при одновісному стисненні. Для такого всебічного аналізу використано дискретно-елементне моделювання. Для цього було спеціально підготовлено моделі розміром 150×150 мм. Ці моделі містили три ешелоновані тріщини різної довжини 4,5, 3 та 1,5 см, а відстань між тріщинами по вертикалі становила 2 см. У зразках з ешелонованими тріщинами різної конфігурації кути нахилу середньої тріщини змінювалися на 0°, 15°, 30°, 60°, 75° і 90°. Дві сусідні тріщини були перпендикулярні до середньої тріщини. Розроблено і випробувано дванадцять різних моделей при одновісному стискненні. Виявлено, що на процес руйнування та характер поширення тріщин у зразках скелеподібного матеріалу впливають зміни кутів нахилу тріщин та їх конфігурації. Акустична емісія в навантажених зразках швидко зростала в початковій фазі навантаження. Численні сигнали акустичної емісії показали зниження індукованих напружень у пікових станах навантаження.

Ключові слова:PFC2D, чисельна модель, ешелонований надріз, акустична емісія.

Посудини під тиском в умовах експлуатації піддаються декільком навантаженням, що створює максимальні напруження в місці затвора обичайки (ЗО), які впливають на продуктивність і життєвий цикл посудини тиску з обичайкою. Метою роботи є оптимізація конструкції ЗО, за якої виникають мінімальні або значні за величиною еквівалентні напруження, для чого в програмному середовищі Ansys Workbench було розроблено чисельну модель ЗО. Для експериментальної оцінки впливу товщини, кута нахила та внутрішнього радіуса ЗО використано ортогональний масив L27 за методом Тагучі. Для дослідження впливу цих параметрів на максимальне еквівалентне напруження та отримання оптимального набору конструктивних параметрів ЗО використано принцип найменшого відношення сигналу до шуму S/N. Для знаходження параметра, що найбільш суттєво впливає на значення еквівалентного напруження, використано дисперсійний аналіз ANOVA. Розроблено модель прогнозування максимальних напружень в ЗО, роботоздатність якої було підтверджено віртуальними експериментами з аналізу напружень. Запропонована модель дозволяє виконати оптимальний вибір конструктивних параметрів ЗО для промислових посудин під тиском без необхідності проведення пробних експериментів для різних матеріалів ЗО. За рівнем впливу на еквівалентні напруження ЗО найсуттєвішим фактором є товщина ЗО, за якою слідує кут нахилу ЗО, тоді як найменший вплив має внутрішній радіус ЗО.

Ключові слова:посудина під тиском, затвор обичайки, метод Тагучі, скінченноелементний аналіз, еквівалентне напруження, ANOVA.

Методом мокрого розпилення було виготовлено композиційну латку, за допомогою якої шляхом склеювання було відремонтовано пошкоджений зразок з алюмінієвого сплаву. Досліджено вплив різних режимів обробки поверхні та тверднення на втомні властивості зразків. Результати показують, що сполучний агент для поверхневого покриття може значно покращити втомні властивості відремонтованих зразків термін служби при втомі збільшився приблизно в 6,26 раза порівняно з невідремонтованими зразками та на 13,2–32,4% порівняно із зразками без покриття. За умови нагрівання та затвердіння під тиском композиційної латки, термін служби при втомі відремонтованих зразків було збільшено у 6,20 раза порівняно з невідремонтованими зразками та 7,8–18,5% порівняно зі зразками, відремонтованими за нормальної температури затвердіння та ремонту. Отримані результати було підтверджено аналізом морфології руйнування зразків за допомогою скановального мікроскопа.

Ключові слова:композиційна латка, ремонт пошкоджених зразків, алюмінієвий сплав, втомні властивості, поширення тріщин, морфологія руйнування.

Розроблено нанокомпозит RGO/ZnFe2O3 для підвищення фотокаталітичної активності кристалічних барвників в оптимальних умовах. При цьому RGO отримано методом Хаммера, а наночастинки ZnFe2O3 - гідротермальним методом. Синтезований нанокомпозит RGO/ZnFe2O3 досліджено методами рентгенофазового аналізу, ІЧ-Фур’є, УФ-спектроскопії, РЕМ з EDAX та ТЕМ. Оцінено ефективність деградації кристалічного фіолетового барвника та родаміну В за допомогою нанокомпозитів RGO/ZnFe2O3, яка є значно вищою порівняно з чистими наночастинками ZnFe2O3.

Ключові слова:міцність, нанокомпозит, RGO/ZnFe2O3, гідротермальний метод, фотокаталітична деградація.

Із використанням напівбезперервного лиття магнієвого сплаву AZ81 як носія проаналізовано й обговорено еволюцію мікроструктури та властивостей в різних деформаційних процесах за допомогою СЕМ, EBSD, XRD та металографічного мікроскопа. Результати показують, що мікроструктура литого магнієвого сплаву AZ81 складається з матриці α-Mg, фаз Mg32(Al, Zn)49 та MnAl6 із крупнодендритною морфологією. Після кованого сітчастого остаточного формування екструзії границя міцності при розриві, границя текучості та відносне подовження збільшуються на 95,8, 138,8 та 353% відповідно порівняно з литим магнієвим сплавом AZ81. Після обробки розчину 400ºС × 0,5 год + 200ºС × 20 год внутрішнє напруження було усунуто, а мікроструктура стала більш рівномірною. Границю міцності при розриві та границю текучості було збільшено на 0,9% і 9,1% відповідно порівняно з необробленим зразком, але подовження зменшилося на 48,5%. Механізм руйнування литого магнієвого сплаву AZ81 є здебільшого крихким першого типу (розщеплення), тоді як екструдований та кований магнієвий сплав AZ81 має змішані характеристики руйнування (розщеплення та квазірозщеплення). Після обробки розчином та старіння при 400ºС × 0,5 год + 200ºС × 20 год збільшуються ступені та структури розщеплення на поверхні руйнування, а характеристики квазірозщеплення зменшуються, що робить властивості міцності при розриві та границі текучості сплаву дещо кращими, але його пластичність зменшується.

Ключові слова:магнієвий сплав АЗ81, деформація, мікроструктура, механічні властивості.

Досліджено вплив розчинів гіпохлориту натрію (NaOCl) та соляної кислоти (HOCl) на динамічний опір циклічній втомі нікель-титанових зубних бурів типу WaveOneGold (WOG), K3XF та Hyflex-EDM (HEDM). Досліджено 141 бур, з яких 135 використовувалися для циклічних випробувань та шість - для металургійного аналізу. Бури обертали до руйнування при кімнатній температурі в штучному каналі, який занурювали в три різних розчини (2,5% розчини NaOCl та HOCl, а також дистильовану воду) та реєстрували час до руйнування. Зламані та невикористані бури аналізували за допомогою растрової електронної мікроскопії,з енергодисперсійної рентгенівської спектрометрії (EDS), рентгенівської дифракції (XRD) та мікротвердоміру. Осередненні дані обробляли статистично з використанням критеріїв Крускала–Уолліса та Манна–Уітні. Час до руйнування бурів HEDM був статистично достовірно вищим, ніж у WOG та K3XF для всіх розчинів. Встановлено, що 2,5% розчини NaOCl та HOCl знижували час до руйнування бурів WOG, але не мали суттєвого впливу на K3XF та HEDM. Методом EDS-аналізу встановлено, що утворення оксидних сполук титану було максимальним в 2,5% розчині NaOCl. Найвище значення твердості мав бур K3XF, а найнижче – HEDM. Розчин HOCl рекомендовано використовувати як альтернативний розчин для зрошення нікель-титанових бурів, оскільки він є менш корозійно-активним порівняно з розчином NaOCl.

Ключові слова:динамічна модель, випробування на циклічну втому, соляна кислота, нікель-титановий інструмент, гіпохлорит натрію.

В ядерних реакторах турбулентне збудження є важливим механізмом виникнення індукованих потоком коливань. Турбулентність існує всюди в трубах теплообміну, паливних стрижнях і клапанах. На сьогодні існує три основні методи дослідження збудження турбулентності. Перший метод може повністю врахувати ефект зв’язку рідина–структура, але не отримав строгого математичного розв’язку. Другий метод дозволяє зробити розумні припущення і використовувати класичну теорію випадкових коливань для розрахунку вібраційного відгуку конструкції. Цей метод простий і ефективний, але він не може враховувати нелінійні фактори, такі як зазор, зіткнення і тертя. Для розрахунку вібраційної реакції конструкції використовується третій метод аналізу перехідних процесів, який може враховувати нелінійні фактори, але його складність полягає в отриманні часової історії турбулентної сили збудження, що діє на конструкцію. Приведено метод розрахунку кореляційної довжини функції спектральної щільності потужності двофазного потоку в теплообмінній трубі парогенератора на основі глобальної оптимізаційної підгонки, який дозволяє ефективно та зручно визначити кореляційну довжину функції спектральної щільності потужності двофазного потоку в теплообмінній трубі парогенератора. Він забезпечує необхідні вхідні дані для часової історії спектральної щільності потужності турбулентної сили збудження, а також закладає основу для більш точного аналізу перехідних процесів для випадкових вібрацій з турбулентним збудженням, вдосконалення проєктування та оцінки безпеки трубопровідного обладнання.

Ключові слова:індуковані потоком коливання, збудження турбулентності, спектральна щільність потужності двофазного потоку.

Високоентропійні сплави є типовими багатоелементними сплавами, що важко піддаються обробці різанням, мають високу твердість, високу міцність, хороші втомні характеристики та ін. Вони вважаються перспективними для застосування, але їхню технологічність ще належить дослідити. Високошвидкісне різання, як чорнова обробка важкооброблюваних сплавів, характеризується утворенням зубчастої стружки і пояснюється дією сил зсуву, стиснення і внутрішнього тертя в зоні первинної деформації. Однак у традиційних теоріях кута зсуву вплив внутрішнього тертя часто ігнорується, що призводить до нестабільності точності при застосуванні цих теорій до високошвидкісного різання. Удосконалення існуючих теорій кута зсуву дозволить більш чітко визначити баланс між деформацією та тертям при високошвидкісному різанні, що має певне значення для інженерних застосувань. Удосконалена модель кута зсуву, що враховує внутрішнє тертя, поєднується з ортогональними експериментами високошвидкісного різання високоентропійного сплаву FeCoNiCrAl для отримання характеристик різання матеріалу. Установлено, що після модифікації сферу застосування теорії кута зсуву було розширено від низькошвидкісного різання до високошвидкісного, тоді як величина кута внутрішнього тертя в основному залежить від швидкості різання та теплопровідності матеріалів.

Ключові слова:високоентропійні сплави, високошвидкісне різання, внутрішнє тертя.

Методом скінченноелементного аналізу напружень у моделях людських зубів оцінено вплив відокремлених штифтів (ВШ), які було зламано на двох апроксимальних рівнях (4 і 9 мм), на біомеханіку премолярів і визначено вплив техніки видалення на рівень напружень. Шість нижніх премолярів було обстежено методом комп'ютерної мікротомографії (мікроКТ), препаровано стандартні порожнини, визначено робочі довжини та препаровано кореневі канали (штифти Protaper, Protaper Universal, Dentsply, Швейцарія). Коріння повторно сканували і видаляли ВШ за допомогою набору Masseran (MK; Micro Mega, Франція), ультразвукових наконечників (UT; Satelec, Acteon group, Франція) і техніки обхідного шляху. Остаточні скани було отримано і перетворено в тривимірні моделі. Моделі навантажували в осьовому (із двох напрямків) і вертикальному (300 Н) напрямках, потім аналізували напруження Мізеса в корені. Більш довгі штифти створювали більші напруження в корені, тому їх слід видаляти, в той час як короткі штифти, якщо їх неможливо видалити, можуть бути залишені. Серед використаних методик видалення за допомогою методики МК зумовлювало більші напруження в коренях. Осьове навантаження призводило до більших напружень у пришийковій ділянці, в той час як при вертикальному навантаженні напруження переміщувалося до апікальної ділянки. Оскільки ВШ збільшують напруження всередині кореня, довгі ВШ слід видаляти, тоді як короткі ВШ можуть бути залишені Спроба видалення коротких ВШ, розташованих на апікальному рівні, негативно впливає на біомеханіку зубів, і цей ефект є більш драматичним при застосуванні методики МК.

Ключові слова:скінченноелементний аналіз, тривимірна модель, біомеханіка премолярів, напруження за Мізесом, методики видалення.