2023 № 2

Наведено результати розрахункової оцінки формозміни вигородки активної зони реактора ВВЕР-1000 з використанням сучасних підходів до моделювання процесів радіаційного розпухання, радіаційної повзучості та докритичного пошкодження опроміненого металу за моделями в’язкого руйнування. Для урахування радіаційних ефектів застосовуються математичні моделі, що враховують вплив напруженого стану та накопиченої незворотної деформації на розпухання і повзучість аустенітних сталей, які зазнають впливу нейтронного опромінення і підвищеної температури. Зростання об’ємної концентрації пор в'язкого руйнування в опроміненому металі враховується за допомогою модифікованого рівняння Хуанга та запропонованого рівняння, отриманого з розв’язку Качанова для сферичної порожнини в необмеженому пружно-пластичному середовищі. Визначення напружено- деформованого стану вигородки та внутрішньокорпусної шахти ґрунтується на розв’язанні нелінійної крайової задачі термомеханіки, що дає змогу описувати кінетику зв’язаних процесів пружно-пластичного деформування, радіаційного розпухання, радіаційної повзучості, контактної взаємодії та докритичного пошкодження опроміненого металу залежно від накопиченої дози нейтронного опромінення. В основу розрахункового аналізу покладено змішану схему методу скінченних елементів, яка забезпечує безперервну апроксимацію як для переміщень, так і для напружень та деформацій, що дозволяє визначити формозміну вигородки з високим ступенем точності. Розрахунок виконано у двовимірній постановці для поперечного перерізу вигородки з максимальною за висотою пошкоджуючою дозою і температурою опромінення за умови узагальненої плоскої деформації. Результати розрахунків одержано з використанням медіанних параметрів температурно-дозової залежності вільного розпухання аустенітної сталі 08Х18Н10Т. На основі одержаних розрахункових даних проаналізовано вплив радіаційних ефектів та пошкодження металу за моделями в’язкого руйнування на визначення формозміни вигородки за умов тривалої експлуатації.

Ключові слова:реактор ВВЕР-1000, вигородка, напружено-деформований стан, радіаційне розпухання і радіаційна повзучість, в’язке руйнування, метод скінченних елементів.

Високоміцні та броньовані сталі використовуються в різних елементах конструкцій, зокрема при розробці нової військової техніки, що працює в екстремальних умовах, включаючи високошвидкісну ударну взаємодію та вибухове навантаження. За таких умов руйнування відбувається при комбінуванні різних механізмів, які залежать від механічних властивостей матеріалів, швидкості деформації, напруженого стану, температури тощо. Поєднання експериментальних і розрахункових методів досліджень дає змогу отримувати додаткову важливу інформацію щодо поведінки високоміцних матеріалів в умовах експлуатації сучасної військової техніки. Наведено результати випробувань на пробиття перешкоди товщиною 10 мм зі сталі Armox 500T із різними швидкостями навантаження з використанням балістичного маятника. За результатами серії випробувань на пробиття із застосуванням трьох типів ударників визначено інтегральні енергетичні характеристики деформування та руйнування матеріалу в процесі ударної взаємодії та побудовано залежності імпульсу пробиття перешкод від швидкості навантаження, що використано при чисельному моделюванні ударної взаємодії і валідації параметрів моделей матеріалів. За допомогою методу скінченних елементів проведено чисельне моделювання процесів динамічного пробиття перешкоди з використанням моделі деформування матеріалу Джонсона–Кука. Досліджено вплив швидкості навантаження та швидкості деформації на отримані результати. Розрахункові дані зіставляються з експериментальними.

Ключові слова:метод скінченних елементів, випробування, високоміцні сталі, пробиття, швидкість деформації.

Досліджуються внутрішньоструктурні термонапруження в зернистих композитах з однорідними та неоднорідними сферичними наповнювачами, зумовлені термомеханічною несумісністю їх фаз. На основі теорії термопружності сформульовано розв’язувальні диференціальні рівняння для випадків суцільних, порожнистих і шаруватих сферичних включень, побудовано їх розв’язки в замкненій і розгорнутій формах. Показано, що поля термонапружень, що зароджуються, мають концентратори на інтерфейсних поверхнях, які зменшуються обернено пропорційно кубу радіальної координати. Наведено конкретні приклади.

Ключові слова:композит, сферичні включення, термомеханічна несумісність, внутрішньоструктурні термонапруження, інтерфейсні поверхні, концентратори напружень.

Досліджено динаміку несиметричних тришарових півсферичних оболонок із дискретно- симетричним легким заповнювачем, армованим ребрами при імпульсних навантаженнях. Оскільки відстань між ребрами значно більша, ніж розмір їх поперечних перетинів, застосовано теорію незалежних статичних і кінематичних гіпотез для кожного шару. У несиметричних оболонках несучі шари виготовлено з різних матеріалів і різної товщини. За варіаційним принципом Гамільтона–Остроградського отримано рівняння руху несиметричних тришарових сферичних оболонок і природні граничні умови при використанні моделі теорії оболонок і стрижнів Тимошенка. Це дає можливість усвідомлено створити адекватну скінченноелементну модель для несиметричних тришарових оболонок, складених із декількох матеріалів, і отримати чисельні результати характеру динамічної поведінки несиметричної тришарової пружної конструкції методом скінченних елементів. Досліджено вплив фізико- механічних параметрів несиметричних шарів півсферичних оболонок на напружено- деформований стан при осесиметричному внутрішньому імпульсному навантаженні. Виявлено нові механічні ефекти.

Ключові слова:динаміка, несиметрична тришарова півсферична оболонка, дискретно-симетричний легкий заповнювач, армуючі ребра, імпульсне навантаження, напружено-деформований стан, механічні ефекти.

Узагальнено як експериментальні дослідження аеродемпфування (аерозбудження) коливань лопаткових профілів в умовах їх аеродинамічної зв’язності при різних згинно-крутильних формах коливань, так і розрахунки границь стійкості прямих компресорних решіток, проведене енергетичним методом із використанням експериментально отриманих аеро- динамічних коефіцієнтів впливу вібруючих лопаткових профілів. Визначено критичні значення приведеної частоти коливань Kкр лопаткових вінців осьових компресорів ГТД для коефіцієнтів згинно-крутильної зв’язності в діапазоні 0,5…1,44 при кутах атаки –10…20° та геометричних параметрах решіток (кут виносу 0…60° та відносний крок 0,7…1,3). Показано, що незалежне зростання коефіцієнта згинно-крутильної зв’язності лопаток, кута атаки, кута виносу та зменшення відносного кроку призводять до збільшення критичних значень приведеної частоти коливань. Водночас кількісне значення Kкр визначається геометричними параметрами решітки, кутом атаки та коефіцієнтом згинно-крутильної зв’язності. Наведено приклади використання критичних значень приведеної частоти коливань для оцінки стійкості до дозвукового решіткового флатера перших ступенів компресора високого та низького тиску сучасного АГТД. Показано, що границі стійкості, отримані за допомогою критичних значень Kкр приведеної частоти коливань, достатньо добре збігаються з результатами проведених експериментальних досліджень моделей цих компресорних решіток.

Ключові слова:лопатковий вінецьп, рофіль, осьовий компресор, дозвуковий зривний флатер, приведена частота коливань, границя динамічної стійкості.

Установлено, що утворення пор повзучості й їх перетворення в тріщини повзучості в металі зварних з’єднань паропроводів із теплостійких перлітних сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф, які тривалий час працюють (понад 270000 год) в умовах повзучості та малоциклової втоми (наявність пусків–зупинок), значною мірою залежить від структурно-фазового стану зварних з’єднань. Такі з’єднання характеризуються структурною неоднорідністю, зумовленою зварювальним нагріванням, яка збільшується при їх подальшому напрацюванні. Така неоднорідність у металі зварних з’єднань є значно більшою, ніж в основному металі паропроводу, який не зазнав зварювального нагрівання. У процесі довготривалого напрацювання структура паропроводів та їх зварних з’єднань із різною швидкістю перетворюється у феритно-карбідну суміш. Швидкість перетворення в металі зварних з’єднань є значно більшою, ніж в основному металі паропроводів. Виявлено, що від рівня перетворення вихідної структури у феритно-карбідну суміш значною мірою залежить інтенсивність пошкодженості металу зварних з’єднань порами та тріщинами повзучості. Установлено, що пори повзучості переважно утворюються на границях зерен 􀟙-фази і меншою мірою – по тілу зерен. Досліджено особливості фізико-хімічних процесів, які відбуваються в металі зварних з’єднань паропроводів. Установлено зв’язок між самодифузією легуючих елементів (хром, молібден і ванадій) і переміщенням дислокацій. Показано, що зародження пор відбувається переважно на границях зерен фериту і бейніту відпуску, де знаходяться коагулюючі карбіди М23С6 і М7С3, ніж по тілу зерен. У процесі дифузійного переміщення вакансії шляхом злиття перетворюються в мікронесуцільності, які рухаються в напрямку переміщення вакансій. Виявлено, що утворення пор повзучості в металі зварних з’єднань значною мірою залежить від його структурно-фазового стану. Найбільш інтенсивно вони виникають на ділянках, де структура складається з бейніту відпуску, фериту і глобуляризованого перліту, що коагулює. Установлено, що при збільшенні деформації металу зони термічного впливу зварних з’єднань утворення пор повзучості прискорюється.

Ключові слова:пори повзучості, деформація, зварні з’єднання, зона термічного впливу, пошкоджуваність, дислокації, структура.

Досліджено механічні властивості промислового титанового сплаву ПТ-3В в умовах концентрації напружень та змінного запасу пружної енергії системи навантаження в інтервалі температур 293…4 К. На статичний розтяг випробовували циліндричні зразки з кільцевою виточкою глибиною 1 мм і радіусом в її вершині 10; 0,5 та 0,1 мм. Податливість випробувальної машини збільшували від 69 до 119 та 263 мм/МН. За температур 293 та 77 К з підвищенням теоретичного коефіцієнта концентрації напружень до 2,17 відбувається близьке до лінійного зростання границі міцності зразків із надрізом до рівнів, які дещо вищі за 1000 і 1600 МПа відповідно, надалі ця характеристика практично не змінюється. У температурних умовах реалізації ефекту переривчастої плинності хід графічних залежностей характеристик міцності від теоретичного коефіцієнта концентрації напружень стає немонотонним. За наявності м’якого надрізу границя міцності й істинний опір відриву значно зростають. Результати експериментів із визначення впливу рівня запасу пружної енергії при збільшенні податливості системи навантаження на характеристики міцності показали його відсутність за температур 293 і 77 К, а при 4 К відбувається сильне знеміцнення зразків із м’яким надрізом, тобто спад показників міцності разом із характеристикою пластичності, за сталого рівня границі переривчастої плинності. Методом екстраполяції оцінено величини механічних характеристик зразків із надрізом для граничних випадків, коли податливість системи необмежено зростає або наближається до нуля. У першому випадку, за дуже великого запасу пружної енергії, величини границі міцності й істинного опору відриву асимптотично наближаються до границі переривчастої плинності, у другому – приймають досить великі значення.

Ключові слова:рідкий гелій, стрибкоподібна локалізована деформація, надріз, механічні характеристики, жорсткість, податливість, знеміцнення.

Запропоновано спосіб оцінки величини опору сколюванню краю зразків крихких матеріалів в умовах локального крайового навантаження індентором Роквелла при випробуваннях методом EF (Edge Fracture method). На основі аналізу даних, наведених у літературних джерелах, розглянуто сучасний стан справ при визначенні пошкоджуваності та опору руйнуванню матеріалів при крайовому сколюванні. Висвітлено актуальну проблему точності і достовірності отримуваних результатів. Відповідно до розподілу масиву експериментальних даних на два діапазони малих та великих значень відстані руйнування показано загальну закономірність залежності величини опору сколюванню краю матеріалу 􀜨􀯋 від відстані руйнування 􀜮, яку можна описати бімодальною апроксимацією. Початкова висхідна ділянка залежності при 􀜮 ~ 0,3 мм змінюється майже пологим відтинком, на якому характеристику FR можна вважати інваріантною величиною. У цьому діапазоні значень відстані руйнування, названому “умовним плато”, визначення опору руйнуванню краю 􀜨􀯋 􀯌􀯉 є більш точним і з найменшим розкидом даних порівняно із загальноприйнятою величиною, обчисленою за усіма отриманими експериментальними результатами (наприклад, з опором руйнуванню 􀜨􀯋 􀯍 для вибірки 􀜮 ∈ [0,1; 0,4]). Запропонований спосіб оцінки опору сколюванню краю крихких матеріалів полягає у розгляді обмеженого масиву даних, що утворюють так званий діапазон малих значень відстані руйнування (до 􀜮 􀵑 0,3 мм), для якого застосовували лінійну або поліноміальну апроксимацію. За рівнянням лінії (кривої) апроксимації для 􀜮 􀵌 0,3 мм обчислювали опір руйнуванню 􀜨􀯋 􀬴,􀬷 та порівнювали його з величинами 􀜨􀯋 􀯌􀯉 та 􀜨􀯋 􀯍 (абсолютні значення похибок у межах 10…15% та 25% відповідно). Спосіб оцінки реалізовано за даними випробувань лінійно-пружної кераміки, такої як оксидна та нітрид кремнієва кераміка, а також діоксид цирконієва кераміка з додаванням оксиду ітрію. Показано роботоздатність способу на непружній Mg-PSZ кераміці, силікатному склі та керамічних композитах. Описаний простий, доступний та менш матеріалозатратний спосіб визначення опору сколюванню крихких матеріалів може застосовуватися для оптимізації наукових пошукових досліджень у матеріалознавчій практиці, контролю несівної здатності та ресурсу матеріалів і технічних виробів із них в умовах експлуатаційних навантажень.

Ключові слова:керамічні матеріали, Y-TZP кераміка, сколювання краю, опір руйнуванню, діапазони відстані руйнування, “умовне плато”, спосіб оцінки опору руйнуванню.

Для обґрунтування критеріїв та аргументів рівнянь граничних станів матеріалів проаналізовано інваріанти їх термомеханічних станів. На основі положень теорії розмірності встановлено зв’язок між механічними та макро- і мікрофізичними характеристиками матеріалів. Зокрема, механічний стан зв’язаний з модулем пружності (другою похідною енергії коливань атома) або теплоємністю та коефіцієнтом термічного розширення, температура – з коефіцієнтами термічного впливу, час – із частотою коливань атома, поява дефектів – із модулем пружності, густиною і довжиною вільного пересування фонона, знос – із коефіцієнтами теплопровідності й дифузії та ін. Установлено фізичний зміст інваріантів, що дало можливість визначати умови подібності деформування різних матеріалів. Запропоновано метод прогнозування залежності механічних характеристик від температури на основі вибору термодинамічно подібних матеріалів-аналогів. Показано ефективність використання термомеханічних інваріантів при аналізі й узагальненні експериментальних дослідів. Наведено практичні приклади розробки достовірних і коректних рівнянь поточного та граничного станів при статичному і циклічному навантаженнях, а також при наявності в матеріалі різних включень. Для різних сталей та сплавів отримано одне параметричне рівняння втоми, що дає змогу прогнозувати для конкретного подібного матеріалу параметри рівняння на основі одного досліду. Для матеріалу з включенням установлено узагальнюючі залежності напружень в околі включення від відношення атомних об’ємів.

Ключові слова:інваріант термомеханічного стану, теорія розмірності, рівняння граничного стану, механічні та фізичні характеристики матеріалів.

Запропоновано підхід до оцінки рівня структурних залишкових напружень у стрижневих металоконструкціях, зумовлених початковою та поточною пошкодженістю структури металу. Для розрахунку внутрішніх зусиль у стрижнях використовуються методи будівельної механіки. За результатами розрахункового аналізу визначаються найбільш навантажені стрижні конструкції. Враховуючи кореляцію структурних параметрів із напруженістю у металі, рівень структурних залишкових напружень оцінюється за ступенем пошкодження найбільш навантаженого стрижня, оскільки пошкоджуваність структури металу є основною передумовою їх виникнення. Особливість пропонованого підходу полягає в тому, що рівень структурних залишкових напружень у стрижнях оцінюється за зміною параметра структури металу, зумовленої діючими напруженнями. На підставі взаємозв’язку характеристик твердості металу з напруженнями останні оцінюються за параметрами розсіювання цих характеристик, які визначаються методом LM-твердості та знаходяться у кореляційному зв’язку з пошкоджуваністю структури металу. За даними вимірювань твердості металу побудовано тарувальний графік залежності структурного параметра від деформації зразка та діаграму пошкоджуваності структури металу, яка встановлює зв’язок структурного параметра з відповідним напруженням у металі. Числові значення параметра структури металу визначаються для заданих умов навантаження зразка за кореляційною залежністю цього параметра від деформації, а рівень структурних залишкових напружень – за діаграмою пошкоджуваності структури металу для певних значень її параметра. Запропонований підхід до оцінки рівня структурних залишкових напружень проілюстровано на прикладі ферми з паралельними поясами.

Ключові слова:структурні залишкові напруження, пошкоджуваність структури металу, метод LM-твердості, ферма.

Дослідження присвячене проєктуванню та виготовленню пуансонів і матриць циліндричної та багатокутної форм для отримання багатокутної форми з вісьмома ребрами двома методами: операціями витягуванням та зміною форми. Згідно з першим методом багатокутна чашка формувалася з недеформованої круглої заготовки з низьковуглецевої сталі (1008-AISI), тоді як за другим методом – недеформованої круглої заготовки циліндричної форми. Виконано аналіз скінченноелементним методом (СКМ) за допомогою програмного забезпечення ANSYS для моделювання та аналізу процесів витягування та зміни форми. Отримано багатокутні фігури з недеформованої круглої заготовки і чашки циліндричної форми та проведено порівняння результатів експерименту з даними аналізу СКМ. Установлено, що в процесі витягування максимальне навантаження на пуансон, необхідне для отримання форми багатокутника, становило 40250 та 35165 кН при повторному витягуванні. Максимальна ефективна деформація склала 0,4185 для форми багатокутника, отриманої в процесі зміни форми. Процес зміни форми є зручним для формування складних форм (багатокутників).

Ключові слова:чисельне моделювання, експеримент, полігональна форма, зміна форми, циліндрична форма.

Випробування на повзучість з’єднання T91/S304H проводили при температурі 610℃ та напруженні 150…180 МПа. Для характеристики мікроскопічних змін до і після повзучості з’єднання використовувалися оптична й електронна мікроскопія. Моделювання методом скінченних елементів проводилося відповідно до фактичних експлуатаційних параметрів, які використовуються для аналізу причин руйнування з’єднання. Спрогнозовано термін служби при повзучості. Результати показують, що деформація повзучості зварних з’єднань із присадним металом на основі нікелю контролюється частиною мартенситу T91. Водночас зона термічного впливу T91 є слабким місцем з’єднання. Якщо напруження зменшується, термін повзучості поступово збільшується, а розрив при повзучості змінюється від в’язкого руйнування до крихкого. Розподіл фаз, що містять Nb, покращує міцність при повзучості сталі S304H. У процесі високотемпературної повзучості відбувається концентрація напружень між більш грубою фазою M23C6, осадженою фазою Лівеса, і поверхнею розділу з матрицею, що призводить до утворення отворів повзучості, які потім поступово об’єднуються в тріщини. Механізм руйнування є типовою моделлю розтріскування типу IV. Модифікана θ-модель дає змогу краще прогнозувати термін роботоздатності зварного з’єднання T91/S304H.

Ключові слова:повзучість, деформаційний механізм, зварне з’єднання різнорідних матеріалів, зміна типу руйнування.

Свердління є однією з найпоширеніших операцій механічної обробки вуглепластику. Для виконання отвору в композиті з вуглецевого волокна в промисловості широко використовується звичайний метод свердління. Вуглепластикові композити мають шарувату структуру, і під час свердління виникають значні сили різання та крутний момент. Якщо рівень сил різання і крутного моменту високий, це може призвести до розшарування шарів композита, погіршення якості отвору, заклинювання/поломки свердла під час свердління. Вищезазначені проблеми було розв’язано за допомогою методу ротаційного ультразвукового свердління, який дає змогу зменшити сили різання та крутний момент, що діють на композит під час свердління поліефіримідного композита. Для виготовлення поліефіримідного композита використовували стандартну методику відшарування та стиснення. Вплив параметрів обробки, таких як потужність ультразвуку, швидкість обертання, швидкість подачі та зернистість абразиву, на силу різання і крутний момент було досліджено і проаналізовано за допомогою дисперсійного аналізу. Розроблено та перевірено статистичні моделі для мінімізації сили різання та крутного моменту під час свердління поліефіримідного композита. Виявлено, що сила різання і крутний момент суттєво залежать від зернистості абразиву, швидкості подачі, швидкості обертання і ультразвукових коливань. Проведено експерименти для порівняння ротаційного ультразвукового свердління з вібраціями і без них зі стандартним традиційним методом свердління. Установлено, що сили різання можуть бути зменшені до 50% при використанні ротаційного ультразвукового свердління порівняно зі звичайним методом свердління.

Ключові слова:поліефіримідний композит, ультразвукові коливання, сила, момент, ANOVA, оптимізація.

Досліджено механізм коалесценції тріщин трьох нерозрізних швів у зразку гірської породи при навантаженні одновісним стиском з урахуванням впливу довжин тріщин та кутів їх нахилу. Необхідні чисельні моделі побудовано на основі алгоритмів методу дискретних елементів. Показано, що довжина тріщин (1,5, 3 і 4,5 см) і кути нахилу (0, 15, 30, 45, 60, 75 та 90°) впливають на механізм їх руйнування, характер поширення і схеми коалесценції. Тріщини розтягу виникали всередині зразка та у вершинах вже існуючих тріщин внаслідок прикладеного одновісного стиску, що спричиняло їх поширення і коалесценцію у модельованому зразку.

Ключові слова:метод дискретних елементів, ешелоновані тріщини, навантаження одновісним стиском.

Створення кількісної моделі прогнозування швидкості росту тріщин при корозійному розтріскуванні під напругою в різнорідних металевих зварних з’єднаннях є дуже важливим для оцінки безпеки ядерних енергетичних конструкцій. Однак, процес росту тріщини тісно пов’язаний з повзучістю вершини тріщини. Проведено експерименти з одновісної повзучості при розтягу за різних напружень нікелевого сплаву 600 і встановлено рівняння його повзучості. Поле повзучості вершини тріщини проаналізовано за допомогою програмного забезпечення скінченних елементів. Також проаналізовано вплив змінних повзучості вершини тріщини, швидкості повзучості та властивостей повзучості матеріалу на поле повзучості вершини тріщини. Результати показують, що в нікелевому сплаві 600 має місце повзучість при високих напруженнях, а швидкість повзучості в області вершини тріщини зменшується зі збільшенням кута з напрямком її росту і відстані від вершини тріщини. Пікові значення повзучості та швидкості повзучості спостерігаються безпосередньо перед напрямком поширення тріщини. Результати досліджень закладають основу для створення кількісної моделі прогнозування швидкості росту тріщин при корозійному розтріскуванні під напругою.

Ключові слова:нікелевий сплав, повзучість, корозійне розтріскування під напругою, швидкість росту тріщин.

Приведено метод прогнозування довготривалої повзучості поліпропіленових композитів, армованих безперервним скловолокном. Використано скінченноелементний метод, який ґрунтується на короткочасних експериментах. Для розрахунків введено в’язкопружне складене рівняння, яке отримало назву модель Бюргерса, що описує поведінку повзучості чистої поліпропіленової смоли. Придатність моделі Бюргерса для поліпропіленової смоли було досліджено шляхом проведення короткочасних експериментів із повзучості за різних умов напруження. Після цього було запропоновано використовувати модель Бюргерса, залежну від напружень, шляхом калібрування параметрів пружної жорсткості та в’язкості в умовах нелінійності. Цю нелінійну модель було включено в модель репрезентативних об’ємних елементів (РОЕ) для прогнозування довготривалої повзучості односпрямованої поліпропіленової стрічки, армованої безперервним скловолокном. Виявлено, що результати моделювання добре узгоджуються з експериментами при використанні нелінійної моделі Бюргерса. Механізм повзучості стрічки проаналізовано на мікроскопічному рівні за допомогою моделі РОЕ й обговорено перерозподіл напружень у волокні та матриці.

Ключові слова:термопластичний композит, односпрямована поліпропіленова стрічка, повзучість, модель Бюргерса, модель репрезентативних об’ємних елементів.

На основі методу обробки поверхні тертям із перемішуванням (FSSP) було отримано модифікований поверхневий шар Nip/H63 шляхом додавання частинок нікелю (Nip) на поверхню мідного сплаву H63. Досліджено мікроструктуру, дифракцію зворотного розсіювання електронів (EBSD), електрохімічні властивості та твердість поверхні Nip/H63. Результати металографічного аналізу структури показали, що поверхневі зерна модифікованого мідного сплаву були значно подрібнені, ступінь їх подрібнення дещо зменшувався зі збільшенням швидкості обертання. Аналіз EBSD показав, що розмір зерна Nip/H63 після модифікації був більш концентрованим і рівномірним, особливо між 10 і 25 мкм при 500 об/хв. Порівняно з характеристиками основного металу розподіл зернистості всіх модифікованих металів зменшився (2~120 мкм). Аналіз EBSD також показав, що для великокутових границь зерен їх кількість у кожному зразку значно покращилася після модифікації. Частка великокутових границь зерен становила 89,2% при 800 об/хв, тобто була значно вищою, ніж у базовому матеріалі (45,0%). Що стосується твердості та корозійної стійкості, то модифікований FSSP зразок був найкращим при 500 об/хв, а значення твердості було на 30,1% вище, ніж базового металу. Ці два показники модифікованого шару було покращено порівняно з основним металом при різних параметрах FSSP.

Ключові слова:зварювання тертям із перемішуванням, дифракція зворотного розсіювання електронів, рекристалізація мікроструктури, модифікований поверхневий шар, твердість.

З’ясовано вплив фактору надрізу на механічні властивості вуглецевих сталевих пластин та розподіл поля деформацій біля надрізу в процесі розтягування. На розтяг випробовували 20, 45 і 60 сталевих пластин із надрізами різного розміру при швидкості розтягування 4 мм/хв, а для калібрування залежності істинного напруження від істинної деформації використано модель внутрішньої структури Джонсона–Кука. Вузлові деформації і розподіл поля поверхневих деформацій у надрізах визначали на основі методу цифрової кореляції зображень (DIC), а процес розтягування 45 сталевих пластин моделювали методом скінченних елементів (МСЕ) на основі моделі Джонсона–Кука для перевірки її точності. Результати деформування трьох матеріалів відповідали закону деформування за моделлю Джонсона–Кука, а їх чутливість до надрізу спочатку зростала, а потім зменшувалася зі збільшенням розміру надрізу, досягаючи максимуму при 􀟩 􀵌 0,2 мм. Результати, отримані методом DIC, добре узгоджуються з деформаціями моделювання, причому деформації в основному сконцентровані біля кореня надрізу в напрямках осей 􀝔 і 􀝕. Деформації в напрямку площини 􀝔􀝕 розподілені приблизно симетрично у формі зсуву під кутом 45° і в основному зосереджені біля краю надрізу.

Ключові слова:концентратор напружень, модель Джонсона–Кука, метод цифрової кореляції зображень, розподіл деформацій, скінченноелементний метод.

Проаналізовано задачу про циліндричну порожнину з осесиметричним обмеженням в умовах плоскої деформації. Ґрунт розглядається як пружно-пластичний матеріал. Описано його фізичні властивості. Для опису залежності напружень від деформацій для ґрунту прийнято запропоноване визначальне рівняння. Міцнісні характеристики ґрунту описуються об’єднаним критерієм міцності та критерієм Ладе. Аналітичний розв’язок критичного пластичного тиску в циліндричній порожнині може бути отриманий шляхом розв’язання аналітичного рівняння пружної рівноваги. Кількісно проаналізовано співвідношення напружень і зв’язок між критичним радіальним напруженням і об’ємною деформацією, що відповідає піковому співвідношенню напружень. Результати показують, що критичне значення радіального напруження зменшується зі збільшенням пікового відношення напружень, що відповідає об’ємній деформації в ґрунті з малою зсувною дилатансією. Критичне значення радіального напруження спочатку зменшується, а потім зростає зі збільшенням відношення пікового напруження до відповідної об’ємної деформації в ґрунті з проміжною величиною зсувної дилатансії об’ємної деформації. Однак для ґрунту з великою величиною дилатансії і деформації зсуву критичне значення радіального напруження монотонно зростає зі збільшенням відношення пікового напруження до об’ємної деформації.

Ключові слова:умови плоскої деформації, розширення циліндричної порожнини, критерій міцності, деформаційне знеміцнення.

Інвертований модифікований розподіл Ліндлі було розроблено без урахування будь-якої спеціальної функції або додаткових параметрів у його формулюванні. Ця модель забезпечує кращу апроксимацію, ніж експоненціальний розподіл та розподіл Ліндлі, і підходить для моделювання зростаючої, оберненої унімодальної та постійної форми функції інтенсивності небезпеки. Зроблено акцент на оцінку однопараметричного інвертованого модифікованого розподілу Ліндлі за допомогою статистики порядку. Статистика порядку – це значення вибірки, розміщені в порядку зростання. Отримано явні вирази для одиничного та добутку моментів статистики порядку цього розподілу. Наведено перші чотири обернені моменти статистики порядку для різних значень параметра. Використано оцінку максимальної вірогідності та наближений довірчий інтервал, щоб отримати параметр моделі на підставі статистики порядку. На основі статистики порядку проводиться імітаційне дослідження для перевірки ефективності оцінки. Для демонстрації того, як запропоновані методи можуть працювати на практиці, було проаналізовано два набори реальних даних для статистики порядку.

Ключові слова:інвертований модифікований розподіл Ліндлі, статистика порядку, оцінка максимальної вірогідності.