2023 № 3

Запропоновано модель для теоретичної оцінки кількості циклів навантаження до моменту ініціювання втомної тріщини за постійного прикладеного розмаху напружень циклу та степеневе рівняння для опису кінетики накопичення пошкодження на цій стадії втомного руйнування. Показано, що рівень релаксації локального напруження від вершини тупого концентратора, яка виникає внаслідок локальних пластичних деформацій, залежить від величини прикладеного напруження циклу і має нелінійний характер. Запропоновано степеневе рівняння для оцінки цього локального напруження згідно з концепцією критичної відстані і таким чином ураховано кінетику накопичення втомного пошкодження. Установлено співвідношення між показниками степеня у вищевказаних рівняннях і у рівнянні швидкості росту щойно ініційованої втомної тріщини. Вихідними даними для теоретичної оцінки, окрім параметрів навантаження і геометричних розмірів концентратора, є характеристики статичної міцності (модуль Юнга, коефіцієнт Пуассона та напруження початку макротекучості, які визначаються з випробувань на короткочасний розтяг стандартних зразків) та характеристики мікроструктури (розмір зерна, фактор Тейлора, вектор Бюрґерса та кут розорієнтування між зернами, які визначаються з аналізу мікроструктури вихідного матеріалу). При цьому жодних коефіцієнтів підгонки й експериментально встановлених даних щодо втоми матеріалу не використовується. Розрахунки за запропонованою моделлю кількості циклів навантаження до моменту ініціювання втомної тріщини у зразках зі сталі 45 показують добрий збіг з експериментальними результатами.

Ключові слова:стадії втомного руйнування, втомна довговічність, коротка втомна тріщина, концентрація напружень, асиметрія циклу, сталь 45.

Експериментально визначено вплив мікродобавок модифікатора системи Ті–ТіС на експлуатаційні властивості наплавленого металу типу напівтеплостійкої інструментальної сталі 25Х5ФМС. Використовувані модифікуючі порошки системи Ті–ТіС отримували шляхом високовольтної електророзрядної обробки порошку Ті, в результаті чого змінювались його структура, хімічний та фазовий склад. Визначено, що модифікування наплавленого металу карбідами титану в кількості ≈ 0,01% не погіршує якість формування наплавлених валиків і відшарування шлакової кірки. Експериментально визначено, що введення мікродобавок карбідів титану у кількості 0,01% до наплавленого металу призводить до збільшення його термостійкості та зносостійкості при підвищених температурах на 15…50% залежно від типу використаної модифікуючої добавки. Отримані результати можуть бути корисні при виборі матеріалів для наплавлення деталей, які експлуатуються в умовах абразивного зношування та циклічних термомеханічних навантажень.

Ключові слова:дугове наплавлення, наплавлений метал, модифікування, мікролегування, карбіди титану, зносостійкість, термостійкість.

Розрахунки надійності кріплення гірничих виробок – це, як правило, багатофакторні задачі, які можна розв’язувати з використанням теорії ризиків у поєднанні з експертним методом парних порівнянь. Наведено методику таких розрахунків на прикладі охорони дільничних виробок вугільних шахт. Обґрунтовано необхідність вдосконалення методики розрахунку зміщень контуру гірничих виробок у зоні впливу очисних робіт шляхом урахування коефіцієнта впливу засобу охорони виробки (ЗОВ) на її стійкість. Розглянуто підвищення надійності кріплення гірничих виробок шляхом ризик-орієнтованого обґрунтування вибору типу засобів охорони дільничних виробок вугільних шахт при відпрацюванні суміжного виїмкового стовпа в різних геологічних умовах. Запропоновано технологічні схеми зведення сучасних типів ЗОВ. Комплексування теорії ризиків із матричним методом парних порівнянь дає змогу розрахувати ризик 􀜴􀯜 деформування дільничних виробок та отримати якісну оцінку рейтингу 􀜶􀯜 різних типів ЗОВ залежно від категорії обвалюваності покрівлі 􀜣􀯡 та міцності порід підошви 􀝂. Критеріями порівняння різних типів ЗОВ є їх відповідність функції корисності: при раціональних витратах на зведення ЗОВ ризики зміщень покрівлі і підошви виробки повинні бути мінімальними. Питома вага негативних наслідків від невиконання початкових вимог складає: вартість зведення ЗОВ – 0,13, ризик зміщень покрівлі виробки – 0,53, підошви – 0,33. Запропоновано нову формулу для розрахунку коефіцієнта впливу типу ЗОВ на зміщення дільничних виробок, яка враховує ризик деформування виробки, потужність і кут нахилу вугільного пласта до горизонту та конструктивні параметри ЗОВ – його ширину та місце розташування відносно виробки.

Ключові слова:розрахунок ризиків небезпечних виробництв, засоби охорони гірничих виробок, матричний метод парних порівнянь.

Тонколистові конструкційні металеві матеріали широко використовуються в машино-, авіа- та ракетобудуванні. Їх міцність при статичному розтягуванні (стисканні) є первинною характеристикою й ознакою при виборі матеріалів для конструкторських розробок. Проте, для коректного зіставлення міцності при статичних та змінних навантаженнях необхідно віддати пріоритет втомним випробуванням на розтягування–стискання. Методичні труднощі, які пов’язані з необхідністю збудження в тонкосмугових зразках із недостатньою жорсткістю поздовжніх коливань, обмежують можливість досліджень їх втомної міцності при циклічному одновісному розтягуванні–стисканні. Запропоновано методику експеримен- тального визначення втомної міцності тонколистових матеріалів при циклічному розтягуванні–стисканні в умовах високочастотного навантаження. Особливою перевагою методики є можливість забезпечення належної жорсткості зразків без попереднього їх деформування, яке спотворює істинні експериментальні дані, що притаманні недеформо- ваному матеріалу. Розроблено алгоритм та проведено відповідні розрахунки коливальної системи, складовою частиною якої є зразок. В основу практичних розрахунків покладено розв’язок задачі про вільні поздовжні коливання системи трьох різнорідних стрижнів, які об’єднані на вільних кінцях спільними масами. Отримано формули для визначення руйнівних напружень у зразках. Підтверджено практичну працездатність методики тестовими випробуваннями зразків сплавів Д16T і ВТ1-0. Використано резонансну коливальну систему, яку виготовлено за результатами теоретичних розрахунків. У конструкції цієї системи зразки перерізом (0,5×5)×10–3 м мали активну довжину 48,2×10–3м. Втомне руйнування зразків, яке мало місце в розрахунковій зоні, контролювалось як за величиною діючих напружень, так і за часом їх виникнення, зокрема зразок сплаву Д16T було зруйновано при напруженні 220∙106 Па після 8∙106 циклів навантаження.

Ключові слова:тонколистові матаріали, втомна міцність, циклічне розтягування– стискання, поздовжні коливання, коливальна система, високочастотні випробування.

Огляд літературних джерел свідчить про важливість визначення довговічності матеріалів до зародження тріщини втоми. Для цього запропоновано застосовувати різні критерії. Останнім часом особливу увагу привертають такі, що містять характеристики мікроструктури металічних матеріалів. Однак включення цих характеристик у визначальні залежності призводить до ускладнень, пов’язаних із необхідністю використання специфічних величин, які складно визначити чи знайти у довідковій літературі. У зв’язку з цим пропонується використовувати лінію Френча (ЛФ) та розрахунково-експериментальний метод для її побудови, при застосуванні якого враховується характерна мікроструктурна одиниця полікристала. Раніше автором було запропоновано такий метод, для обґрунтування якого використано відомі експериментальні дані з прискореної побудови ЛФ. При застосуванні цього методу до даних з експериментального визначення ЛФ, виконаного традиційним способом, одержано відхилення між розрахунковими й експериментальними довговічностями. Установлено закономірності цих відхилень, знайдено причину та запропоновано спосіб їх усунення. Для цього обґрунтовано і прийнято концепцію змінної границі витривалості у процесі циклічного навантаження та запропоновано залежності для її описання на двох стадіях втомного пошкодження: від початку навантаження до ЛФ та від ЛФ до повного руйнування гладкого зразка.

Ключові слова:стадії втоми, зародження втомної тріщини, лінія Френча, довговічність, змінна границя витривалості.

Проаналізовано експериментально-розрахункові методи оцінки в’язкості руйнування корпусної реакторної сталі 15Х2НМФА-А на основі моделей локального руйнування: Райса–Трейсі та розробленої в Інституті проблем міцності ім. Г.С. Писаренка НАН України. Експериментально побудовано майстер-криву й отримано параметри, що використовуються в досліджуваних моделях. Показано, що модифікація моделі Райса–Трейсі, яка враховує усереднення відносного радіуса пор в околі перед вершиною тріщини, що збільшується на кожному етапі навантаження, підтверджує раніше зроблене припущення про можливість оцінки в’язкості руйнування незалежно від розміру скінченного елемента перед вершиною тріщини. Оскільки в області в’язко-крихкого переходу початкове підростання тріщини відбувається в’язко, тобто за механізмом зародження, росту й об’єднання пор, оцінка в’язкості руйнування за моделями локального в’язкого руйнування має теоретичне обґрунтування та показала задовільний збіг з експериментальними результатами.

Ключові слова:в’язкість руйнування, моделі локального руйнування, реакторна сталь, майстер-крива, в’язко-крихкий перехід, тріщиностійкість.

Описано систему контролю параметрів акустичної емісії (АЕ) при механічних випробуваннях матеріалів, до складу якої входить електронна апаратура і відповідне програмне забезпечення. Електронна апаратура системи, створена на базі швидкісного модуля накопичення даних з USB інтерфейсом, забезпечує перетворення сигналів АЕ, їх підсилення, фільтрацію і введення у цифровій формі в персональний комп’ютер. Програмне забезпечення AEMonitor здійснює безперервне аналого-цифрове перетворення сигналів АЕ, визначення їх спектрального розподілу (швидке перетворення Фур’є), відображення в режимі реального часу, накопичення і збереження експериментальних даних із параметрами навантаження для їх подальшого аналізу. Особливістю створеного програмного забезпечення є можливість автоматичного відображення в режимі реального часу спектрального розподілу сигналів і відповідних напружень від числа імпульсів АЕ в процесі випробування матеріалів. Для перевірки функціональних можливостей системи проведено випробування в умовах згину зразків із корундового вогнетрива і склопластика з реєстрацією параметрів АЕ. Показано суттєву відмінність між залежностями основних параметрів АЕ, формою і спектральним розподілом імпульсів при навантаженні цих матеріалів, що зумовлено різними механізмами їх руйнування.

Ключові слова:акустична емісія, навантаження, згин, підсумковий рахунок, число імпульсів, пікова амплітуда, спектральний розподіл.

Методом математичного моделювання у плоскій та вісесиметричній постановках оцінено вплив форми електрода-ударника на напружено-деформований стан зварної пластини з алюмінієвого сплаву АМг6 після застосування динамічної складової електродинамічної обробки. Описано особливості створення і використання розроблених математичних моделей. Визначено розподіл по товщині пластини значень основних параметрів та компонент напружено-деформованого стану, зокрема величини зони пластичних деформацій і напружень, глибини і ширини вм’ятини в пластині, яка взаємодіє з електродом-ударником, що рухається зі швидкістю 5 м/с. Установлено, що використання ударника циліндричної (вісесиметричної) форми з округлою голівкою порівняно з плоскою видовженою призводить до формування в пластині практично рівномірного розподілу обох компонент напруженого стану 􀟪􀯫 та 􀟪􀯬 як напружень стиску зі значеннями до –120 МПа, які потенційно дають змогу ефективно впливати на залишкові зварні напруження у разі застосування динамічної складової електродинамічної обробки.

Ключові слова:електродинамічна обробка, алюмінієвий сплав, ударна взаємодія, математичне моделювання, залишкові напруження, пластичні деформації, електрод- індентор, рух, пружно-пластичне середовище.

Досліджено вплив дисперсного порошкового наповнювача, отриманого методом термічного синтезу з порошкової суміші вихідного складу (65 мас.% гідриду титану, 30 мас.% феросилікомарганцю та 5 мас.% карбіду бору) на головні фізико-механічні властивості полімерного композита на основі епоксидного діанового олігомера ЕД-20. Вміст наповнювача в складі композита варіювали в діапазоні 5…80 мас.%. Установлено, що оптимальним вмістом наповнювача, який забезпечує суттєве підвищення механічних властивостей композита (міцності при згині й ударної в’язкості (у 1,7…2,3 раза порівняно з вихідною матрицею)), є 10 мас.%. Збільшення вмісту дисперсного наповнювача в складі композита до 20…60 мас.% призводить до деякого зменшення границі міцності, значення якої, однак, все ще помітно вище за значення границі міцності вихідної матричної фази, тоді як при вмісті 80 мас.% наповнювача міцність композита зменшується практично до міцності епоксидної смоли без наповнювача. Запропоновано фізичне обґрунтування ефекту існування екстремуму на залежностях основних механічних властивостей композита від вмісту наповнювача, що базується на гіпотезі щодо незалежного впливу на властивості композита механічного та структурного факторів. На відміну від когезійних властивостей композита, введення у епоксидну матрицю 5…20 мас.% дисперсного наповнювача не призводить до принципових змін показників адгезійної міцності, значення яких коливаються в діапазоні 22,0…26,4 МПа, порівняно з епоксидною матрицею, тоді як при подальшому збільшенні вмісту дисперсної складової до 40…60% відбувається помітне зменшення показників адгезійної міцності, а при 80 мас.% наповнювача ці показники катастрофічно зменшуються до 10,7 МПа. Залишкові напруження у покритті з наповнювачем зменшуються від 2,5 до 5 разів порівняно з вихідною епоксидною матрицею без наповнювача.

Ключові слова:композит, полімер, порошок, наповнювач, структура, міцність, адгезія, епоксидна смола.

Підвищення характеристик опору втоми деталей, що піддаються дії знакозмінних навантажень, є актуальною проблемою, розв’язання якої може бути досягнуто різними шляхами. Один із перспективних шляхів – використання різних технологічних методів та їх комбінації на фінішних операціях виготовлення деталей. Метою роботи є дослідження можливості впливу комплексної фінішної обробки сплаву ЕК61, що складається з комбінування іонно-плазмового термоциклічного азотування та магнітно-абразивної обробки, на опір утоми. Вплив комплексної технологічної обробки зразків оцінювали при порівняльних випробуваннях на втому оброблених зразків та зразків у початковому стані. Результати випробувань показали, що границя витривалості зразків без обробки на базі 107 цикл дорівнює 400 МПа, а зразків після комплексної обробки – 475 МПа, тобто на 19% вище, ніж зразків у початковому стані. Зміни, що відбулися у поверхневому шарі матеріалу після комплексної обробки, свідчать про зростання мікротвердості за глибиною поверхневого шару зразка. Так, величина мікротвердості на поверхні зразків після комплексної технологічної обробки на 53% вища, ніж на поверхні зразків без обробки, а глибина зміцненого шару дорівнює 0,09 мм. У результаті комплексної технологічної обробки із застосуванням іонно-плазмового термоциклічного азотування та магнітно-абразивної обробки на поверхні зразків сформовано рівномірно зміцнений шар глибиною 0,09 мм, що дає змогу підвищити їх границю витривалості до величини 475 МПа. Робота є продовженням циклу досліджень впливу різних технологічних обробок, які зумовлюють зміни в поверхневому шарі матеріалу та, як наслідок, характеристик опору втоми. Порівняння технологій іонно-плазмового термоциклічного азотування з комплексною обробкою та їх вплив на характеристики поверхневого шару й опір утоми зразків зі сплаву ЕК61 показали, що обидві технології зміцнюють поверхневий шар матеріалу, але водночас значення границі витривалості різні.

Ключові слова:опір утоми, границя витривалості, сплав ЕК61, комплексна технологія обробки, іонно-плазмове термоциклічне азотування, магнітно-абразивна обробка, мікротвердість.

Прискорені випробування на довговічність проводяться з метою отримання даних про термін служби за короткий час для подальшого статистичного аналізу. Вони є корисними, якщо досліджувані одиниці є надійними. Статистичний аналіз даних, отриманих у результаті прискорених випробувань на довговічність, за наявності певної цензури стає складним завданням. Розглядається логнормальний розподіл за простою моделлю ступінчастого навантаження за існування гібридного цензурування. Припускається, що довговічність відповідає моделі кумулятивного впливу. Спочатку отримуємо оцінки максимальної правдоподібності та пов’язані з ними інтервальні оцінки за допомогою різних методів. Потім обчислюються оцінки Байєса та пов’язані з ними найвищі апостеріорні інтервальні оцінки за квадратичною функцією втрат помилок. Щоб перевірити ефективність запропонованих методів у різних ситуаціях, проведено імітаційне дослідження.

Ключові слова:прискорені випробування на довговічність, модель ступінчастого навантаження, гібридне цензурування, логнормальний розподіл, оцінка Байєса

Приведено результати дослідження структури, механічних та електричних властивостей композиційних матеріалів на основі металів системи Ti-Al-C, спечених в іскровій плазмі. Вихідний порошок, що складається з 85% титану і 15% алюмінію, обробляли в гасі високовольтним електричним розрядом. Така обробка порошку зумовлює утворення карбідів та МАХ-фази, які зміцнили спечені композити методом іскрового плазмового спікання. Мікроструктуру зразків Ti-Al-C досліджували методами оптичної й електронної сканувальної мікроскопії. Вимірювання твердості за Віккерсом виявило високу мікротвердість – приблизно 500…550 HV і більше залежно від температури спікання зразків. Для визначення фазового складу зразків використовували рентгенівську дифракцію. Електричні властивості композитів Ti-Al-C оцінювали шляхом вимірювання їх питомого опору.

Ключові слова:метал-композитні матеріали, титан, метод іскрового плазмового спікання, мікроструктура, мікротвердість, аналіз Рітвельда.

Розглядається потенціал використання технології адитивного виробництва (ТАВ) для створення природних конструкцій зі зменшеними коефіцієнтами концентрації напружень, які зазвичай є джерелом втомних пошкоджень. Технологія адитивного виробництва має переваги над традиційними виробничими процесами, дозволяючи створювати складні та оптимізовані геометрії. Оцінюється можливість біонічної оптимізації з’єднання між трубчастим профілем і сталевою пластиною за допомогою ТАВ. Результати показують значне зниження коефіцієнта концентрації напружень для оптимізованого біонічного ТАВ-рішення порівняно з традиційними конструкційними рішеннями.

Ключові слова:коефіцієнт концентрації напружень, технологія адитивного виробництва, втомні пошкодження, оптимізація геометрії.

Підвищення робочої температури промислового обладнання вимагає використання сумісних із нею матеріалів, які зберігатимуть міцність із необхідними властивостями. Морська, нафтохімічна й аерокосмічна промисловості пов’язані з контактом базових сплавів промислових машин і приладів із навколишнім середовищем, що складається з кисню і солей, таких як NaCl, Na2SO4, V2O5. Тому на підкладку, тобто на суперсплав, також наносять термобар’єрні покриття, щоб захистити матеріал від окислення та гарячої корозії. Але через зношування, складні форми та конструкції деяка частина підкладки може зазнавати впливу навколишнього середовища. При високій температурі, коли кисень і солі реагують з основним сплавом, утворюються оксидні продукти і корозійні солі. Це може негативно вплинути на роботу промислового компонента. Тому зразки сплаву Inconel 738 покривали солями NaCl, Na2SO4 і V2O5 у різних комбінаціях пропорцій. Зразки з покриттям і без покриття витримували в печі протягом 500 годин при постійній температурі 900ºС. Після цього їх випробовували з низькою швидкістю деформації (10–6 с–1). Для спостереження за зламаними зразками використовували растрову електронну мікроскопію (SEM) з метою вивчення морфології зони руйнування. Елементний аналіз проводили за допомогою електронно-дисперсійної спектроскопії (EDS). Метод рентгенівської дифракції (XRD) використано для аналізу накипу, що утворився на поверхні.

Ключові слова:сплав Inconel 738, окислення, гаряча корозія, випробування з низькою швидкістю деформації, SEM, EDS, XRD.

На відміну від традиційного методу повітряного охолодження, поверхню магнієвого сплаву AZ31B було оброблено лазерним поверхневим плавленням у середовищі охолодження рідким азотом (LSM-LN). Визначення мікроструктури, мікротвердості та зносостійкості проведено для порівняння підкладки з шаром, отриманим лазерним оплавленням у середовищі охолодження рідким азотом (шар LSM-LN). Розмір зерна у шарі LSM-LN був набагато меншим, ніж у підкладці, і становив близько 5,2 мкм. Вміст β-Mg17Al12 у шарі також був набагато меншим, ніж у підкладці. Під впливом комплексних конкурентних чинників термодинаміки і кінетики в певній області шару з’явилася змішана структура нанокристалічної й аморфної фаз. Теплове напруження пояснюється нерівномірною зміною температури магнієвого сплаву в процесі лазерного нагрівання й охолодження. У поєднанні з механічним напруженням стримування магнієвого сплаву щільність дислокацій у шарі значно збільшилася. Завдяки взаємодії більш значного подрібнення зерна, зміцнення твердого розчину, дислокацій та аморфної структури мікротвердість і зносостійкість магнієвого сплаву, обробленого LSM-LN, було покращено.

Ключові слова:магнієвий сплав AZ31B, лазерне поверхневе плавлення, кріогенне охолоджування, мікроструктура, властивості зносостійкості.

У методі альтернативної траєкторії навантаження для аналізу прогресуючого руйнування ігноруються причина і механізм руйнування елемента та його вплив на динамічний ефект решти конструкцій, водночас потребується припущення про місце руйнування елемента, що не підходить для сітчастих конструкцій з багатьма елементами. Використовуючи модель зміцнення подвійної ламаної лінії й саморобну модель складових матеріалів VUMAT та приймаючи нестабільність елемента і руйнування матеріалу як критерії руйнування елемента відповідно, а також враховуючи геометричну нелінійність та нелінійність матеріалу, було запропоновано метод миттєвого видалення аварійного елемента в реальному часі. На цій основі динамічний нелінійний аналіз тришарової просторової ферми було використано для порівняння впливу різних критеріїв руйнування елементів на реакції конструкції, такі як послідовність руйнування елементів і час настання безперервного руйнування конструкції. Результати показують, що при розгляді нестабільності елементів їх початкове руйнування й остаточне прогресуюче відбуваються раніше, ніж при використанні критерію руйнування матеріалу, що більш відповідає реальній ситуації. Саморобну модель складових матеріалу VUMAT можна застосовувати для дослідження поведінки прогресуючого руйнування просторових фермових конструкцій.

Ключові слова:тришарова просторова ферма, модель складових матеріалів VUMAT, прогресуючий колапс, нестабільність елемента конструкції, руйнування матеріалу.

Щоб зменшити надто великий радіус відхилення горизонтальної свердловини бічного стовбура, на основі біоніки було розроблено гнучку бурильну трубу з біонічною конструкцією типу “зміїного хребта”. Зокрема, гнучке проєктування здійснюється для колтюбінгу в поєднанні з біонікою морфології та механізмів. Кульову головку та зовнішній кожух крутного штифта було використано для розкладання бурильної труби, а крутний штифт – для передачі крутного моменту. Кожна секція може досягати кута кручення 4,1°, за рахунок чого зменшувався вигин бурильної труби в обсадній трубі. Між секціями можна було створювати максимальний кут вигину 5,12°, а радіус кривизни прогину скоротився до 1,8 м. Щоб подолати невизначеність напрямку між гнучкими секціями бурильних труб із малим радіусом кривизни під час диспергування, до гнучкої бурильної труби під кутом було додано високоеластичну трубу, що забезпечувало високу швидкість розвантаження. На основі програмного забезпечення динамічного аналізу скінченних елементів ADAMS та статичного моделювання ANSYS було проведено аналіз динаміки багатотільного зв’язку та статичного моделювання для гнучкої бурильної труби в цілому, що підтвердило ефективність запропонованого конструктивного рішення. Натурні досліди проводили на свердловині PU 2-365, за даними інклінометра розраховували траєкторію свердловини. Радіус кривизни секції прогину міг досягати 1,8 м, що відповідає проєктним очікуванням.

Ключові слова:гнучка бурильна труба, біонічний принцип “зміїного хребта”, ультракороткий радіус кривизни, ANSYS, ADAMS.

Дослідження спрямоване на розв’язання поширеної проблеми погіршення довговічності бетону серед старих зрошувальних акведуків у КНР. Запропоновано два методи оцінки якості бетону за динамічним модулем пружності (􀜧􀝀) як основні доповнення до традиційних підходів до обстеження, що в основному базуються на випробуваннях на міцність. По-перше, з великою енергією імпульсу ударна пружна хвиля здатна проникати по всій довжині великогабаритного елемента конструкції, щоб отримати швидкість P-хвилі, а потім і модуль пружності в повному обсязі. По-друге, динамічні випробування на місці в поєднанні з модальним аналізом за допомогою методу скінченних елементів можуть дати цілком обґрунтовану оцінку середнього значення 􀜧􀝀 всієї конструкції. Ці два методи можна застосовувати в координації один з одним для підвищення надійності результатів випробувань.

Ключові слова:акведук, динамічний модуль пружності, ударна пружна хвиля, динамічний тест, модальний аналіз.

Досліджено процес переходу від в’язкості до крихкості сталі 15MnTi за різних умов удару. Міцність сталі зростала зі збільшенням швидкості деформації, оскільки рух дислокацій і дифузія елементів гальмувалися. Режим руйнування різний за різних швидкостей навантаження. Якщо швидкість навантаження нижча за 0,025 м/с, режим руйнування був повністю в’язким, якщо швидкість була в діапазоні 0,1…0,4 м/с – в’язко-крихким і якщо швидкість була вищою за 0,5 м/с – крихким. Під час випробування на триточковий вигин динамічна швидкість крихкого руйнування сталі зменшувалася зі збільшенням обмеження вершини тріщини, а опір крихкому руйнуванню знижувався зі зростанням швидкості навантаження. Під час ударного випробування за Шарпі режим руйнування збірних зразків із тріщинами був в’язким. Якщо швидкість навантаження становила 0,1 м/с, характеристики в’язкості не були очевидними, але якщо швидкість знаходилась у діапазоні 1…3,5 м/с, тріщина мала ямку розриву, демонструючи певні характеристики в’язкого руйнування. У матриці була велика кількість дислокацій, і TiC був розподілений у ній. Велика кількість дислокацій накопичувалася навколо частинок, що покращувало міцність, перешкоджаючи руху дислокацій.

Ключові слова:сталь 15MnTi, динамічне руйнування, триточковий вигин, аналіз руйнування, мікроструктура.

З метою повного використання вторинного заповнювача (ВЗ), отриманого шляхом дроблення відходів бетону, було виготовлено стандартні блоки з використанням ВЗ з різними діапазонами розмірів частинок. В експерименті вертикальні навантаження прикладали до різних навантажувальних поверхонь блоків з рецикльованого бетону. Було отримано характеристики міцності на стиск і напружено-деформованого стану блоків з рецикльованого бетону, виготовлених з двома різними діапазонами розмірів частинок ВЗ при різних умовах стиснення. Проаналізовано взаємозв’язок між режимом руйнування та поверхнею навантаження блоків, виготовлених з двома різними розмірами частинок ВЗ. Окрім того, характеристики напружено-деформованого стану при випробуванні на стиск блоків з рецикльованого бетону моделювалися за допомогою скінченноелементного методу та програми ABAQUS, а результати коригувалися за допомогою рівняння стиснення бетону. Показники міцності на стиск станом на 28 добу кожної навантажувальної поверхні блоків з рецикльованого бетону, виготовлених за допомогою ВЗ з діапазоном розмірів частинок 0~9,5 мм, були кращими, ніж у блоків з діапазоном розмірів частинок ВЗ 0~4,75 мм. Проаналізовано режими руйнування двох цегляних блоків за різних умов стиснення. Крива напружено-деформованого стану при випробуванні на стиск блоків з рецикльованого бетону корелювалася з рівнянням стиснення звичайного бетону, а результати випробування були подібні до результатів розрахунку за допомогою скінченноелементного методу та програми ABAQUS. Результати є корисними для практичного інженерного застосування блоків з рецикльованого бетону.

Ключові слова:рецикльований бетон, цегляні блоки, механічні властивості, розмір частинок заповнювача, руйнування.