2024 № 1

Досліджено механічні властивості, мікроструктуру сплаву та опір утоми за умов циклічного навантаження зразків із листа Д16 товщиною 1,5 мм із концентратором напружень у вигляді центрального отвору. У процесі накопичення втомних пошкоджень в області концентратора напружень періодично фіксували зміну рельєфу мікродеформацій у формі піків і западин із метою кількісної оцінки параметрів дискретного рельєфу деформацій на поверхні зразків. Для аналізу мезоструктурних деформацій рельєф поверхні зразків спостерігали за допомогою освітлення їх поверхні когерентним джерелом опромінення з довжиною хвилі 0,45 мкм. Побудовано кінетичні характеристики деформаційних параметрів поверхні зразків на стадіях багатоциклової деформації і визначено параметри рельєфу деформацій поверхневого шару, що корелюють із розсіяною пошкодженістю. За результатами вимірювань просторових параметрів локальних піків та западин поверхні деформованого зразка побудовано кінетичні характеристики локалізації втоми. Показано, що на підставі цих характеристик можна судити про залишкову довговічність циклічно навантаженого матеріалу.

Ключові слова:втома, аналіз поверхневого шару, довговічність, спеклометрія.

Оцінено вплив кінематичного збудження коливань ротора потужної парової турбіни без розладу та з розладом частот коливань лопаток на подовження їх безаварійної експлуатації. Приведено результати визначення максимальних еквівалентних напружень лопаток за умови силового та кінематичного збудження стаціонарних коливань. Розглядається система з циклічною симетрією. Використовуються тривимірні скінченноелементні моделі системи диск–лопатки та відповідне математичне забезпечення розрахунку стаціонарних гармонічних коливань. Розрахункові дослідження з визначення максимальних еквівалентних напружень лопаток проведено за умови одночасної дії силового збудження коливань від паропотоку з частотою змушувальної сили 2100 Гц (кількість напрямних лопаток 42) та кінематичного збудження через вібрацію ротора на підшипниках ковзання з частотою 50 Гц. Навантаження від паропотоку на кожну лопатку задавалось лінійно змінним від нуля в корені до 1 кПа та 5 кПа у вершині, а також рівномірно розподіленим 2,5 кПа вздовж пера, що діє нормально у точках їх робочої поверхні. Кінематичне збудження задавалось у формі еліпса, що описує рух центра диска у його площині. Приймається, що фізико-механічні властивості матеріалу лопаток зберігаються після їх ремонту й обробки поверхні. Оцінено зміну максимальних еквівалентних напружень для різних варіантів навантаження лопаток у циклічно-симетричній системі диск–лопатки за умови кінематичного збудження коливань. Отримані результати порівнюються з даними для системи з усіма пошкодженими лопатками після відновлювального ремонту в їх нижній частині за умови кінематичного збудження коливань та без ремонту. Приведені результати підтверджують доцільність оцінки напруженого стану лопаток останнього ступеня потужної парової турбіни з урахуванням кінематичного збудження системи диск–лопатки при визначенні надійності їх роботи.

Ключові слова:система диск–лопатки, вимушені коливання, тривимірна скінченно- елементна модель, амплітудно-частотні характеристики, ерозійні пошкодження, відновлювальний ремонт.

При аналізі динамічних характеристик конічних оболонок змінної товщини на пружній основі Пастернака під дією нестаціонарного навантаження використовувалася модель теорії оболонок Тимошенка. На основі варіаційного принципу Гамільтона–Остроградського виведено рівняння руху конічної оболонки змінної товщини на пружній основі Пастернака. Ця система диференціальних рівнянь гіперболічного типу розв’язується методом скінченних різниць. Чисельний алгоритм розв’язування отриманих рівнянь базується на застосуванні інтегро- інтерполяційного методу для побудови різницевих схем по просторовій координаті та явної скінченнорізницевої схеми інтегрування по часовій координаті. На конкретних прикладах проаналізовано вплив геометричних розмірів, кута конусності і пружних середовищ на власні частоти та інші динамічні характеристики конічної оболонки змінної товщини під дією імпульсного навантаження. Виявлено нові механічні ефекти.

Ключові слова:динамічні характеристики, конічна оболонка змінної товщини, параметри оболонки, пружна основа Пастернака, власна частота, імпульсне навантаження, скінченнорізницевий метод, механічні ефекти.

Розроблено новий чисельно-аналітичний метод розв’язання геометрично і фізично нелінійних задач згину пологих оболонок складної форми в плані з матеріалів, неоднаково опірних розтягу та стиску. Для лінеаризації вихідної нелінійної задачі використовувався метод неперервного продовження за параметром, який пов’язаний із зовнішнім навантаженням. Для варіаційної постановки лінеаризованої задачі побудовано функціонал у формі Лагранжа, заданий на кінематично можливих швидкостях переміщень. Для знаходження основних невідомих задачі нелінійного згину пологої оболонки (переміщення, деформації, напруження) сформульовано задачу Коші для системи звичайних диференціальних рівнянь. Задача Коші розв’язувалася методом Рунґе-Кутта–Мерсона з автоматичним вибором кроку. Початкові умови знаходяться з розв’язку задачі геометрично лінійного деформування. Праві частини диференціальних рівнянь при фіксованих значеннях параметра навантаження, що відповідають схемі Рунґе-Кутта–Мерсона, знаходилися з розв’язку варіаційної задачі для функціонала Лагранжа. Варіаційні задачі розв’язувалися методом Рітца в поєднанні з методом R-функцій. Останній дає змогу подати наближений розв’язок у вигляді формули – структури розв’язку, яка точно задовольняє всі (загальна структура) або частину (часткова структура) граничних умов. Розв’язано задачі нелінійного деформування квадратної циліндричної оболонки й оболонки складної форми з комбінованими умовами закріплення. Досліджено вплив напрямку зовнішнього навантаження, геометричної форми й умов закріплення на напружено-деформований стан. Показано, що неврахування різної поведінки матеріалу за розтягу та стиску призводить до суттєвих похибок у результатах розрахунку параметрів напружено-деформованого стану.

Ключові слова:полога оболонка, фізична і геометрична нелінійність, складна форма, метод R-функцій.

Одним із поширених способів оцінки активності джерел акустичної емісії (АЕ) і їх небезпеки при механічному навантаженні матеріалів і конструкцій є методика з використанням локально-динамічного критерію. Із метою верифікації останнього проведено випробування зразків різних матеріалів, а саме: склопластику, корундового вогнетриву та сталі при статичному навантаженні в умовах триточкового згину. Розроблено спеціальне програмне забезпечення AE-Criterion для визначення параметрів АЕ, включно з поточними параметрами активності джерел на основі локально-динамічного критерію з використанням як силового чинника, так і часу від початку випробування. Із урахуванням множинності і стохастичного характеру подій АЕ при навантаженні матеріалів запропоновано визначення середніх значень 􀜯􀯌, 􀜯􀯍 та величин індексів 􀜫􀮺􀯌, 􀜫􀮺􀯍 ступеня активності джерел АЕ при застосуванні відповідно силового параметра і часу. Аналіз одержаних даних при випробуваннях на згин вищезазначених зразків і відповідно розрахунок параметрів активності джерел показали, що саме величина індексу 􀜫􀮺􀯌 при використанні силового чинника задовільно відображає процеси деформування і руйнування цих матеріалів. Результати досліджень свідчать про придатність локально- динамічного критерію для діагностування процесів деформування і руйнування цих матеріалів.

Ключові слова:акустична емісія, локально-динамічний критерій, згин, ступінь і індекс активності джерел АЕ.

Приведено чисельну методику визначення параметрів квадратичного критерію міцності композиційних матеріалів, що враховує різницю в границях міцності при розтягу та стиску. Як вхідні дані, окрім геометрії армування, використовуються пружні властивості та границі міцності волокон і матриці. Розроблений підхід базується на скінченноелементному моделюванні представницького елементу об’єму тривимірно армованого композиційного матеріалу. Сформульовано граничні умови, що дає змогу відтворити напружений стан у межах цього об’єму при різних видах однорідного (у середньому) навантаження композиційного матеріалу. Визначено локальні максимальні еквівалентні напруження окремо для волокон і матриці, за допомогою яких встановлено розрахункові границі міцності композита. Здійснено експериментальну верифікацію чисельних результатів для плоских зразків при розтягу в двох напрямках та зсуву в площині зразка. Максимальна різниця між розрахунковими й експериментальними значеннями границі міцності становить 6,13 %, що дозволяє використовувати запропоновану методику в проєктних роботах.

Ключові слова:композиційні матеріали, гомогенізація, критерій міцності, чисельний аналіз.

На основі просторової постановки задачі моделюються критичні стани та форми біфуркаційного випинання нанотрубок, напружених поздовжньою силою та крутним моментом. Із використанням теорії прямолінійних пружних стрижнів сформульовано однорідну систему звичайних диференціальних рівнянь, нетривіальні розв’язки якої визначають критичні значення крутного моменту чи повздовжньої сили при заданих величинах одного з цих впливів. Розв’язки, отримані в замкненій формі при вибраних граничних умовах, указують на те, що модами втрати стійкості можуть бути тільки просторові криві у формі спіралей змінного діаметра з лівою або правою орієнтацією, які відповідають орієнтації крутного моменту. За відсутності поздовжньої сили спіраль є одновитковою, незалежно від довжини трубки. Якщо трубка попередньо напружена також осьовою силою стиснення або розтягнення, то біфуркаційна спіраль є багатовитковою, кількість витків якої визначається власним значенням рівнянь і яке зростає зі збільшенням сил та довжини трубки.

Ключові слова:карбонові нанотрубки, крутний момент, біфуркаційні стани, багатовиткові спіралі.

У рамках змішаної проєкційно-сіткової схеми методу скінченних елементів побудовано змішану апроксимацію для трьох скінченних елементів у формі шестигранної восьмивузлової призми з полілінійним законом заповнення переміщень та апроксимацією напружень і деформацій за допомогою поліноміальних інтерполяційних функцій, визначених відносно вузлів у вершинах, у центрі призми, у центрах граней, внутрішніх точок, та елемента в формі тетраедра, в якому переміщення шукаються у вузлах у вершинах, а напруження і деформації – у вузлах у вершинах та в центрі. Отримано вирази для коефіцієнтів розв’язуючих матриць. Розглянуто ряд тестових задач, що мають у пружній постановці аналітичний або відомий чисельний розв’язок. Результати, отримані за допомогою змішаного методу, зіставлялись з отриманими на основі класичного методу скінченних елементів. У пружній постановці проаналізовано відносні похибки визначення характеристик, що досліджувались. У пружно-пластичній постановці аналізувалось виконання поправки Ірвіна на пластичність. За результатами розв’язків, а також на основі аналізу часових витрат на розв’язання конкретних задач та об’єму інформації, що обробляється, зроблено висновок про доцільність подальшого використання одного із запропонованих елементів.

Ключові слова:метод скінченних елементів, змішана схема, тривимірна постановка, тестові задачі.

Запропоновано новий спосіб придушення процесу галопування електричних проводів потужних ліній електропередачі, який ґрунтується на застосуванні ізохронних роликових віброгасників. Створено математичну модель динамічного процесу придушення галопування електричних проводів, в якій враховано ефект взаємодії гасника і гірлянди ізоляторів як несучого тіла. Відмінність цієї моделі від попередніх полягає у врахуванні повороту гірлянди разом із гасником завдяки відхиленню гірлянди ізоляторів від вертикалі та спеціальному профілюванню робочих виїмок гасника. Розроблено математичну модель процесу віброзахисту, яка описується двома нелінійними диференціальними рівняннями, які після лінеаризації й інтегрування дають змогу знайти рівняння амплітудно-частотної характеристики у лінійній постановці задачі. Аналітичним шляхом було отримано формулу для частоти власних коливань центра мас робочого тіла ізохронного гасника, яка не містить радіуса ролика. Установлено основні регулюючі параметри гасника, які впливають на якість і ефективність придушення вимушених коливань електричних проводів. Запропоновано графічно-числовий метод визначення оптимальних параметрів налаштування гасника. Перевагою запропонованого гасника є те, що його власна частота не залежить від величини амплітуди робочого тіла. Ця властивість забезпечує високу точність налаштування його параметрів і стабільність функціонування у низькочастотному діапазоні. Використання ізохронного гасника забезпечує значне зменшення рівня галопування електричних проводів: кут відхилення гірлянди ізоляторів від вертикалі можна зменшити у п’ять разів.

Ключові слова:придушення галопування, ізохронний роликовий гасник, брахістохрона, лінії електропередачі, гірлянда ізоляторів, частота власних коливань, рівняння амплітудно-частотної характеристики, оптимальні параметри налаштування гасника.

Розглянуто методичні основи оцінки в’язкості руйнування пружно-пластичних матеріалів. Запропоновано методику, в основу якої покладено результати оцінки в’язкості руйнування матеріалу за станом структури в області вершини тріщин. Показано, що стан структури матеріалу в зоні руйнування одновісного навантаженого зразка, що знаходиться під дією напруження, близького до границі міцності, адекватний стану матеріала в області вершини тріщини перед її зрушенням і є структурною характеристикою цього матеріалу. На підставі наведеної кореляції станів матеріалу запропоновано структурний параметр оцінки в’язкості руйнування пружно-пластичних матеріалів із тріщиною. За показники в’язкості руйнування прийнято статистичний параметр, який визначають згідно з методикою LM-твердості за коефіцієнтом гомогенності Вейбулла m, що характеризує ступінь розсіювання характеристик твердості, які отримано при індентуванні робочої частини навантаженого зразка. Ця характеристика інваріантна до виду напруженого стану та способу навантаження, тобто стан структури матеріалу в області вершини тріщини не залежить від способу навантаження, який впливає лише на темп досягнення граничної пошкоджуваності структури в області вершини тріщини і напрямок поширення останньої. Експериментально доведено, що структурний критерій в’язкості руйнування може бути такою ж характеристикою матеріалу, як силова чи деформаційна характеристика в’язкості руйнування. Відмінність матеріалів за здатністю чинити опір виникненню та поширенню тріщини визначається їх початковою структурою і залежить лише від величини параметрів термосилового навантаження, за яких матеріал досягає достатнього для зрушення тріщини рівня пошкоджуваності (розпушення) структури в її вершині. Для порівняння розглянуто можливі варіанти оцінки в’язкості руйнування пружно- пластичних матеріалів із врахуванням пошкоджуваності структури: за розсіюванням значень твердості матеріалу зразка з тріщиною, за станом структури матеріалу в робочій частині після руйнування навантаженого зразка чи після повторного його навантаження, а також за станом структури матеріалу зразка під навантаженням до границі міцності.

Ключові слова:пружно-пластичний матеріал, тріщина, вершина тріщини, твердість, параметр розсіювання характеристик твердості, коефіцієнт гомогенності, структурний критерій в’язкості руйнування.

Проведено теоретичний аналіз поздовжнього руйнування в’язкопластичної неоднорідної балочної конструкції круглого поперечного перерізу, яка зазнає змінних у часі навантажень. Матеріал неперервно неоднорідний вздовж балки. Для опису розподілу властивостей матеріалу по довжині балки застосовуються степеневі закони. Реологічна механічна модель із пружиною, двома точками і фрикційним повзунком використовується для опису в’язкопластичної поведінки балки. Залежні від часу закономірності інтенсивності напружень і деформацій отримано шляхом розгляду рівноваги реологічної моделі при різних змінних навантаженнях. Ці закономірності використовуються при отриманні розв’язків для швидкості вивільнення енергії деформації, які враховують в’язкопластичну поведінку балки при різних навантаженнях. На основі отриманих розв’язків проведено параметричний аналіз із метою дослідження впливу різних факторів на швидкість вивільнення енергії деформації для поздовжньої тріщини в неперервно-неоднорідній балці з в’язкопластичною поведінкою при зовнішніх навантаженнях, що змінюються з часом.

Ключові слова:в’язкопластична балка, суцільна неоднорідність матеріалу, поздовжнє руйнування, реологічна модель, змінне навантаження, часовий аналіз.

Наплавлені шари (НШ) аустенітної сталі, легованої сталі, що містить Nb, і чавуну з високохромистого сплаву було вирощено на основному металі зі сталі 45 методом дугового наплавлення самозахисним порошковим зварювальним дротом і плавким електродом. Проаналізовано склад і мікроструктуру цих НШ. Зразки при випробуваннях на перехресне відштовхування (CCPO) піддавали обробці, властивості зчеплення між легованим чавуном і сталлю 45 встановлювали за допомогою спеціального тесту на CCPO. За допомогою металографічного мікроскопа та растрового електронного мікроскопа досліджено траєкторію руйнування та характеристики фрактограми. Результати експериментів показали, що міцність зчеплення аустенітних сталей і 45 була найвищою (465 МПа); місця руйнування знаходилися поблизу лінії плавлення, а злам мав ознаки розщеплення. Міцність зчеплення ніобієвмісної легованої сталі та сталі 45 становила 310 МПа, а тріщина знаходилася в нижній частині шару наплавлення і мала ознаки квазі-розривного руйнування. Міцність зчеплення легованого чавуну і сталі 45 сягала 175 МПа, а злам відбувся в нижній частині шару наплавлення і мав ознаки крихкого руйнування.

Ключові слова:метод випробування на перехресне відштовхування, міцність зчеплення, наплавлений шар, основний метал, дугове наплавлення.

Багатофункціональні композитні матеріали на основі Ti-Al широко досліджуються через їхні хороші властивості: надлегкість, висока міцність, стійкість до високих температур і корозії. Нові композиційні матеріали завдяки своїм особливим та унікальним властивостям широко застосовуються при виготовленні фільтрів для води, медичного обладнання, високопродуктивних газотурбінних двигунів, а також в автомобільній та аерокосмічній промисловості тощо. Визначенно формування МАХ-фаз за участю різних систем для зразків композитів TI-Al-C заданого складу. Вивчення СЕМ-зображень показало, що структура CDC складається з графенових нанолистів. Відстань між графеновими шарами та їх кількість було отримано з результатів рентгеноструктурного аналізу. В умовах випалу та зсувної деформації при високих температурах, змінюючи склад аналізованого зразка й умови синтезу, можна отримати ГЦК- фази з певною стехіометрією та розміром зерен Ti2AlC та Ti3AlC2.

Ключові слова:Ti-Al-C композити, графенові нанолисти, високотемпературний зсув, скануюча електронна мікроскопія (СЕМ), МАХ-фази.

Механічні властивості вершини тріщини є ключовим параметром для оцінки безпеки матеріалу. Зварювальний матеріал зварних з’єднань схильний до робочого зміцнення під час обробки та монтажу, що змінює його механічні властивості і серйозно впливає на оцінку безпеки зварних з’єднань в атомній енергетиці. Водночас трубопроводи атомної енергетики будуть повзти під впливом високої температури і спричинятимуть зміни механічного поля у вершині тріщини. Отримано механічні властивості сплаву 182 на основі нікелю у водному середовищі атомної енергетики. За допомогою програмного забезпечення ABAQUS проаналізовано закономірності зміни полів напружень і повзучості у вершині тріщини при різних ступенях загартування, а також вплив на повзучість вершини тріщини та швидкості її поширення. Результати показують, що зростання попереднього зміцнення збільшує напруження Мізеса навколо вершини тріщини, а повзучість навколо останньої зумовлена попередньою деформацією, що вказує на те, що попереднє зміцнення може певною мірою прискорити розтріскування корозії під напругою. Дослідження свідчать, що робоче зміцнення, викликане попередньою деформацією, має важливий вплив на швидкість повзучості на кінчику тріщини, а зона високої повзучості в основному зосереджена в напрямку поширення тріщини. При певній швидкості робочого зміцнення, тим більша швидкість росту тріщин буде накопичуватися.

Ключові слова:зміцнення матеріалу, корозійне розтріскування під напругою, зварні з’єднання, повзучість вершини тріщини.

Наведено значення енергії Шарпі в температурній зоні переходу від в’язкого до крихкого стану для різних напрямків відносно поздовжнього напрямку безшовної трубопровідної сталі API 5L X52. Напрямки обробки матеріалу: L-T, T-L, S-T, T-S, L-S, S-L та 45°. При цьому варіація температури становила –100, 0, 25, 50 і 100°C. Зразки Шарпі розміром 101055 мм для випробувань на удар обробляли відповідно до стандарту ASTM E23. Мікроструктуру та поверхню руйнування досліджували за допомогою растрової електронної мікроскопії. Результати значень енергії для всіх напрямків свідчать про поведінку нижнього шельфу значень при –100°C, перехідну зону від –100 до 50°C і поведінку верхнього шельфу вище за 50°C, що є характерним для трубопроводів цього типу.

Ключові слова:безшовний трубопровід, ударна в’язкість за Шарпі, температура переходу від в’язкого до крихкого стану.

Для покращення високотемпературної ерозійної зносостійкості нержавіючої сталі 304 розроблено та виготовлено біонічні зразки на основі характеристик ерозійної зносостійкості поверхні тіла пустельного скорпіона. Рівномірно розподілені ребристі біонічні блоки виготовлено на поверхні нержавіючої сталі 304 за допомогою лазерного плакування 25% WCNiCrBSiFe. Експерименти проведено з використанням розробленого обладнання для високотемпературного ерозійного зносу з метою порівняння швидкості ерозії біонічних зразків і необроблених зразків від кімнатної температури до 1000ºС. Результати показали, що швидкість ерозії біонічних зразків була значно нижчою, ніж швидкість ерозії необроблених зразків при різних температурах. Швидкість ерозії біонічних блоків повільно зростала від кімнатної температури до 1000ºC, показала тенденцію до зниження при 400…600ºC і досягла максимального значення при 1000ºC, що становить 50% необробленого зразка. Механізм зношування біонічних блоків в основному включає довбання, оранку, видалення оксидної плівки та твердих фаз. Запропоновано механізми підвищення зносостійкості при високотемпературній ерозії: унікальна мікроскопічна структура біонічних елементів із почерговим розподілом м'яких і твердих фаз може послабити вплив твердих частинок, тверда фаза чинить опір пластичній деформації, а м’яка фаза поглинає енергію удару і перешкоджає поширенню тріщин; рівномірно розподілені ребристі елементи можуть генерувати повітряну подушку й екрануючі ефекти під час високотемпературної ерозії, що може послабити знос поверхні зразків із біонічними блоками під дією твердих абразивних частинок.

Ключові слова:біонічний блок, високотемпературна ерозія, лазерне наплавлення, WC-NiCrBSiFe.

Три різні покриття з різним вмістом сферичного бориду вольфраму (WB) було нанесено на підкладку зі сталі EH40 за допомогою технології лазерного наплавлення. Ці покриття включало Co, Co+15%WB та Co+45%WB. Електрохімічну корозію покриттів досліджували в низькотемпературному середовищі. Результати показали, що фази, присутні в покриттях на основі Co, армованих WB, в основному складаються з Cr23C6 і Cr7C3, WB і WO3, а також 􀟛-Co. Результати дослідження свідчать, що зі збільшенням кількості бориду вольфраму в покриттях їх корозійна стійкість спочатку зростала, а потім поступово знижувалася. Найкращу корозійну стійкість у нейтральному розчині продемонструвало покриття Co+15%WB. У низькотемпературному тесті на занурення (–20ºС) основними продуктами корозії покриття Co+45%WB в імітованому розчині морської води є Co(OH)2 і Co3O4, а також оксидіи WO2 і WO3. Сферичні покриття з бориду вольфраму значно підвищили корозійну стійкість підкладки зі сталі EH40, забезпечуючи ефективний підхід до покращення експлуатаційних характеристик сталі в умовах низьких температур.

Ключові слова:технологія лазерного наплавлення, борид вольфраму, електрохімічна корозія, корозійна стійкість, низька температура.

У зубчастих передачах із частим обертанням вперед і назад неправильне налаштування зазора може призвести до серйозних вібрацій та ударів. Отримано точні значення зазора прямозубої зубчастої пари в умовах термопружного зачеплення, що змінюється в часі. На основі принципу зубчастого зачеплення було визначено різницю фаз між точками зачеплення та зазором у процесі зубчастої передачі. Запропоновано нову модель зазора в зачепленні (модель сегментованого зазора). Модель враховує вплив термопружної деформації точки зачеплення, термоконтактної деформації та товщини масляної плівки на зазор в умовах термопружного з’єднання. Безпосередньо розглянуто теплове розширення точки зазора і приведено метод розрахунку для кожної його складової. Отримано криві розподілу зазора вздовж лінії дії з боку привода (DLoA) і з боку зачеплення (BLoA), а також криву його зміни в часі. Результати показують, що порівняно з впливом термопружної деформації, термоконтактної деформації та теплового розширення на зазор, впливом товщини масляної плівки можна знехтувати при первинній оцінці зазора шестерні. Мутації в зазорах, що змінюються в часі, виникають у точках, що чергуються в областях одно- і двозубого зачеплення, а також у межах області двозубого зачеплення. Результати дослідження можуть бути безпосередньо застосовані до динамічного аналізу зубчастих систем.

Ключові слова:зубчасті передачі, змінний у часі люфт, сегментна модель люфту, термопружна муфта.

Дослідження спрямоване на вивчення приблизних параметрів процесу при інтенсивній поверхневій механічній обробці, які відіграють головну роль у створенні хорошої якості поверхні, індукують залишкові напруження і зменшують пошкодження матеріалу під час поверхневої обробки матеріалів. Ортогональний масив Тагучі та дисперсійний аналіз використано для виявлення впливу параметрів процесу та їх значного внеску. Установлено, що діаметр дробу і швидкість обертання валу значно впливають на поверхневу твердість. Оптимальні умови, тобто діаметр дробу 8 мм, швидкість обертання валу 750 об/хв і тривалість обробки 45 хв, сприяють підвищенню твердості поверхні до 124 HV, що підтверджується прогнозованим значенням, а отримана твердість поверхні на 35% вища, ніж необробленого зразка. Залишкове напруження при стисненні, розраховане методом глибинного індентора, становить близько 126 МПа для оптимального стану твердості. Глибина деформованого шару сягає близько 350 мкм від верхньої поверхні до металевої серцевини. Нанотвердість підвищується з 1,311 до 1,464 ГПа для оптимального стану, що на 10% вище, ніж для зразка без обробки.

Ключові слова:залишкові напруження при стисненні, нанотвердість, глибинне зондування, мідь.

Додавання волокон дає змогу підвищити характеристики бетону з точки зору міцності та гнучкості. Різні типи волокон, які мають різні механічні властивості, можуть змінювати поведінку бетону. Вивчається фібробетон із різними комбінаціями волокон (сталеві, макросинтетичні та поліпропіленові) в 1% об’єму. Зразки бетону виготовлено з комбінації двох типів волокон із різним відсотковим співвідношенням для вимірювання міцності при стиску з метою визначення оптимального їх співвідношення. Результати показали, що гібридні зразки, які містять сталеві волокна, забезпечують вищу міцність при стиску порівняно зі зразками, що містять макросинтетичні та поліпропіленові волокна. Макросинтетичні та поліпропіленові волокна в бетонних зразках відіграли значну роль у підвищенні гнучкості й ефективності бетону, а також значно зменшили розтріскування, внаслідок чого зросли довговічність і в’язкість. У цих гібридних моделях зберігається когерентність у разі руйнування. Поєднання поліпропіленових волокон зі сталевими та макросинтетичними суттєво знижує міцність при стиску бетонних зразків. Міцність зразків бетону з гібридними у разі комбінації макросинтетичних і сталевих волокон волокнами при стиску вища, ніж за комбінації сталевих і поліпропіленових.

Ключові слова:волокна, залізобетонний зразок, міцність при стиску, пластичність.

Дискові фрези, як основний компонент фрагментації гірських порід, схильні до різних видів поломок під час різання гірських порід через їх нерівності у природі, що може впливати на ефективність руйнування. Проведено чисельне моделювання зміни напружень і деформацій для різних гірських порід при руйнуванні їх дисковими різцями. Для аналізу напружень і деформацій при руйнуванні гірських порід використано кілька поведінкових моделей, включно з пружно- пластичною, пластично-кінематичною та пружно-конститутивною. Визначено міцність та деформаційну здатність різних гірських порід під дією дискових фрез. У трьох імітаційних моделях максимальне напруження пружної моделі може в 15,5 раза перевищувати таке у пластично-кінематичній моделі, і в 8,7 раза у пружно-пластичній. Пластична модель дуже чутлива до деформацій і пошкоджень. З іншого боку, пружна модель вимагає значних напружень для створення часткових деформацій і швидше знімає напруження, якщо зсув диска продовжується.

Ключові слова:LS-DYNA моделювання, напруження, деформація, дискова фреза, руйнування гірських порід.