Проблеми міцності
міжнародний науково-технічний журнал

2012 № 4

Проблеми міцності. -2012. -№. 4.


Б. 3. МАРГОЛІН, А. Г. ГУЛЕНКО, С. М. БАЛАКІН, “Особливості розрахунку С*-інтеграла при термосиловому навантаженні елементів конструкцій” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 4, 5-19 (2012).Скачати PDF
Для різних типів зразків виконано зіставлення результатів розрахунку інженерним методом С*-інтеграла, що використовується за силового навантаження, з даними, отриманими методом скінченних елементів. Проведено розрахунковий аналіз напруженого стану у вістрі тріщини за силових, кінематичних граничних умов при повзучості і релаксації напружень. Для цих же умов розраховано С*-інтеграл. На основі виконаних розрахункових досліджень запропоновано інженерний метод, що дозволяє розрахувати С*-інтеграл як за силових, так і кінематичних граничних умов, а також за термосилового навантаження.
Ключові слова: С* -інтеграл, повзучість, тріщина, еталонна напруга.

 

В. В. КРИВЕНЮК, Д. С. АВРАМЕНКО, Є. І. УСКОВ, Ю. Ю. САДОВСЬКИЙ, Р. П. ПРИХОДЬКО, “Про проблему підготовки даних по тривалій міцності при формуванні нормативної документації для металомісткого енергетичного устаткування” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 4, 20-32 (2012).Скачати PDF
Розглядаються проблема формування й уточнення даних про високотемпературну тривалу міцність сталей і сплавів, що використовуються в теплоенергетиці, та різні аспекти її розв’язання. Акцентується увага на необхідності обробки відомих і експериментальних даних про характеристики тривалої міцності методом базових діаграм, узагальненого і детального представлення їх для більш широких температурно-часових інтервалів і подальшого системного аналізу.
Ключові слова: тривала міцність, прогнозування, метод базових діаграм, нормативні документи.

 

В. І. СМІРНОВ, “Про розміри циліндрових зразків з кільцевою тріщиною для оцінки трещиностойкості матеріалів” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 4, 33-41 (2012).Скачати PDF
Для отримання вірогідних значень в’язкості руйнування визначено мінімальні розміри циліндричних зразків. За допомогою структурного критерію руйнування оцінено граничне навантаження тіла обертання з глибокими кільцевими виточками гіперболічної форми при одновісному розтязі. Шляхом граничного переходу при нескінченно малому радіусі кривини виточки оцінено критичне навантаження для пружного простору із зовнішньою круговою тріщиною. Розмір мінімального поперечного перетину циліндричного зразка визначали при відповідності структурного критерію критерію руйнування Ірвіна. Діаметр зразка запропоновано визначати на основі вимог рівності між коефіцієнтами інтенсивності напружень для глибокої тріщини в тілі обертання і поверхневої тріщини у напівплощині.
Ключові слова: структурний критерій міцності, зовнішня кільцева тріщина, циліндричний зразок, критичне навантаження, коефіцієнт інтенсивності напружень, границя міцності, в'язкість руйнування.

 

В. А. РОМАЩЕНКО, “Оцінка міцності композитних і металлокомпозітних циліндрів при імпульсному навантаженні. Повідомлення 1. Правила вибору і порівняльний аналіз різних критеріїв міцності анізотропного матеріалу” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 4, 42-57 (2012).Скачати PDF
Сформульовано правила, яких необхідно дотримуватись, обираючи той чи інший критерій міцності композита. Для конкретного ортотропного матеріалу виконано порівняльний аналіз критеріїв міцності Ашкеназі та Цая-Ву і встановлено їх погану узгодженість між собою. Запропоновано уточнення критерію Цая-Ву для композитів, що мають однакову міцність при розтязі і стиску.
Ключові слова: ортотропія, критерії міцності, гранична поверхня, умови стійкості і інваріантності, порівняльний аналіз.

 

Ф. Ф. ГІГІНЯК, П. О. БУЛАХ, “Удосконалення пружнов'язкопластичній моделі деформації з врахуванням пошкодженості металу при циклічному навантаженні” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 4, 58-66 (2012).Скачати PDF
Представлено результати експериментальних досліджень циклічної повзучості сталі 10ГН2МФА в умовах складного напруженого стану з урахуванням кінетики пошкоджуваності. Висловлено міркування щодо оцінки процесу накопичення деформацій повзучості з урахуванням пошкодження за допомогою пружнов’язкопластичної моделі. Визначено взаємозв’язок в’язкоплас тичних властивостей дослідженої сталі з кінетикою пошкоджуваності в умовах циклічного навантаження за різних видів напруженого стану.
Ключові слова: теплостійка сталь, циклічне навантаження, складний напружений стан, пружнов'язкопластична модель, пошкодженість, коефіцієнт гомогенності, нерівноважна напруга, швидкість повзучості.

 

Л. Є. МАТОХНЮК, Т. Ю. ЯКОВЛЄВА, А. В. БЯЛОНОВИЧ, “Прогнозування характеристик опору втомі металів в гигациклової області за результатами високочастотних випробувань. Повідомлення 1. Експериментальні результати” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 4, 67-78 (2012).Скачати PDF
Досліджено вплив температури, концентрації напружень, структури матеріалу, стану поверхні, асиметрії циклів на характеристики опору втомі за високо- та низькочастотного циклічного навантаження. Показано, що при ідентичності умов випробувань відносний кількісний вплив більшості конструкційних, технологічних і експлуатаційних факторів є однаковим за всіх частот навантаження.
Ключові слова: границя витривалості, частота навантаження, база випробувань, концентратор напружень, асиметрія циклів, титановий сплав, режим термообробки.

 

В. В. ПАСІЧНИЙ, В. В. ПАНІЧКИНА, П. Я. РАДЧЕНКО, С. О. ОСТАПЕНКО, О. І. ГЕТЬМАН, “Методика визначення термостійкості кераміки з використанням променистого нагріву” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 4, 79-87 (2012).Скачати PDF
Розроблено методику порівняльної оцінки термостійкості кераміки з використанням променистого нагрівання в оптичній печі типу УРАН-1. Для вимірювання температури поверхні зразка використовували швидкодіючий високоточний пірометр ЮА-100 у поєднанні з обтюраційним пристроєм. Апробацію методики проводили шляхом порівняння стійкості багатошарового керамічного матеріалу двох типів. Матеріал першого типу - тонкі листи ZrO2 + сітка зі сталі Х18Н9Т трикотажного плетіння, другого - така ж шарувата кераміка, але без металевої сітки. Термостійкість оцінювали по числу циклів до руйнування: нагрівання до 1000°С протягом 2 хв + охолодження до 300° С. Використання розробленої методики свідчить про перевагу матеріалу, що армований сітками.
Ключові слова: термостійкість, променистий нагрів, термоцикли, пірометрія, шарувата кераміка, армування металевими сітками.

 

П. О. МАРУЩАК, Д. Я. БАРАН, А. П. СОРОЧАК, Р. Т. БІЩАК, В. П. ЯСНІЙ, “Циклічна тріщиностійкість та мікромеханізми руйнування сталі 25Х1М1Ф”, Проблеми міцності, № 4, 88-98 (2012).Скачати PDF
Досліджено ріст утомної тріщини у зразках із бічним надрізом із теплостійкої сталі 25Х1М1Ф за коефіцієнта асиметрії циклу R = 0 та контрольованого зусилля навантажування. Оцінено вплив частоти навантаження (0,1 і 1,0 Гц) на швидкість росту тріщини. Досліджено тріщиностійкість біметалу 25Х1М1Ф/15Х13МФ та вплив пружних і пластичних властивостей на закономірності росту утомної тріщини.
Ключові слова: тріщиностійкість, мікромеханізми руйнування, ріст утомної тріщини, циклічне навантаження.

 

М. Г. ШУЛЬЖЕНКО, О. В. АСАЄНОК, Б. Ф. ЗАЙЦЕВ, М. М. ГРИШИН, О. М. ГУБСЬКИЙ, “Аналіз повзучості зварної діафрагми парової турбіни” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 4, 99-111 (2012).Скачати PDF
Пропонується методика розрахунку діафрагм на повзучість, яка базується на багатосітковому методі скінченних елементів, теорії старіння повзучості в формі Работнова та методі змінних параметрів пружності. Побудовано тривимірні розрахункові моделі діафрагми і встановлюються особливості її напру- жено-деформованого стану з урахуванням зниженого опору повзучості в зварних швах. Показано, що осьові переміщення біля розняття діафрагми в крайніх напрямних лопатках на 30% вищі, ніж в середніх лопатках, а інтенсивність напружень вища вдвічі. Зона максимуму інтенсивності пружних деформацій біля вхідної кромки напрямних лопаток при повзучості зміщується в область зварного шва, де їх інтенсивність сягає 2%.
Ключові слова: діафрагма, парова турбіна, тривимірна модель, багатосітковий метод скінченних елементів, повзучість, теорія старіння.

 

Г. В. СТЕПАНОВ, В. В. ХАРЧЕНКО, А. О. КОТЛЯРЕНКО, А. І. БАБУЦЬКИЙ, В. М. ЖМАКА, “Вплив нестаціонарного нагріву зовнішньої поверхні кільцевого зразка з радіальними тріщинами на опір крихкому руйнуванню” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 4, 112-123 (2012).Скачати PDF
Наведено результати експериментальних досліджень щодо оцінки впливу нестаціонарного нагрівання зовнішньої поверхні кільцевих зразків із радіальними тріщинами зі сталі 45 на їх тріщиностійкість. Завдяки такому нагріванню підвищується опір крихкому руйнуванню за низької температури. Результати числового моделювання показують, що нестаціонарне нагрівання зовнішньої поверхні зразка зумовлює локалізовану пластичну течію у вістрі тріщини, що призводить до її деформаційного зміцнення і затуплення.
Ключові слова: опір крихкому руйнуванню, нестаціонарний нагрів, метод скінченних елементів, тріщиностійкість.

 

М. ШАРІЯТ, С. А. ДЖАЗАЕРІ, Дж. ФАТХІ СОЛА, “Теоретична і експериментальна оцінка робочих характеристик газового двигуна внутрішнього згорання і параметрів втомної довговічності його поршнів за допомогою модифікованих втомних критеріїв” (англ. мов.), Проблеми міцності, № 4, 124-145 (2012).Скачати PDF
Представлено систематизовану методику теоретичної оцінки робочих характеристик газового двигуна внутрішнього згоряння і параметрів утомного руйнування його поршнів та виконано її експериментальну верифікацію шляхом натурних випробувань двигуна. Методика включає моделювання процесів внутрішнього згоряння і теплопередачі, кінематичний і динамічний аналізи рухомих частин двигуна, аналіз перехідного термопружного процесу й утомного руйнування при комплексному термомеханічному навантаженні. Розрахункові значення тиску і температури для різних кутів повороту кривошипношатунного механізму добре узгоджуються з експериментальними даними. Результати розрахунку характеристик теплопередачі підтверджуються даними експериментальних вимірювань за допомогою термодатчиків Templugs. Рухома система вважається не дискретною, а неперервною з точно модельованими нелінійними багатоточковими контактними реакціями. При розрахунках утомної довговічності використовуються модифіковані критерії Мак- Діарміда і Фіндлі для багатоциклової утоми, запропоновані одним з авторів работи. Виконано їх верифікацію за допомогою експериментальних даних. Методику можна використовувати для оцінки доцільності перетворення бензинового двигуна в газовий. Розрахункові дані щодо різних утомних характеристик, отримані в умовах термомеханічного навантаження, підтверджують точність запропонованих критеріїв утоми і показують, що термін служби поршня двигуна внутрішнього згоряння суттєво зменшується, якщо замість бензину використовувати природний газ.
Ключові слова: моделювання внутрішнього згорання, динамічний аналіз, двигун, поршень, втомне руйнування, експеримент.

 

В. Г. ПЄТУШКОВ, В. Ф. НЕСТЕРЕНКО, Г. В. СТЕПАНОВ, “Поведінка металів при високошвидкісній деформації і хвилеутворення при зварці вибухом” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 4, 146-158 (2012).Скачати PDF
Розглянуто існуючі підходи до визначення умов формування хвилеподібного профілю з’єднання при зварюванні металів вибухом. Відмічено обмеження гідродинамічної моделі, обумовлені тим, що при описуванні процесу, у тому числі локалізації зсувної деформації на границі контакту, не враховуются індивідуальні властивості зварюваних тіл. Запропоновано новий підхід до визначення хвилеутворення при зварюванні вибухом у рамках пружно-пластичної моделі. Підхід базується на умові реалізації таких режимів косого співудару, за яких з урахуванням динамічної в’язкості зварюваних металів із різною статичною міцністю має забезпечуватись рівність їх опору формозміні.
Ключові слова: зварювання металів вибухом, високошвидкісна деформація, пружнопластична модель.