Проблеми міцності
міжнародний науково-технічний журнал

2013 № 1

Проблеми міцності. -2013. -№. 1.


В. С. ГУДРАМОВИЧ, Є. Л. ГАРТ, Д. В. КЛИМЕНКО, С. О. РЯБОКОНЬ, “Взаємний вплив вирізів на міцність оболонкових конструкцій при пластичній деформації” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 1, 5-16 (2013).Скачати PDF
Побудовано розрахункові схеми визначення напружено-деформованого стану на основі використання проекційно-ітераційних схем реалізації методу скінченних елементів для оболонкових конструкцій, що містять декілька прямокутних вирізів при пластичному деформуванні матеріалу. Варіювання параметрами вирізів, їх кількістю, відстанню між ними дозволяє вивчити виникнення і трансформацію зон пластичних деформацій в процесі навантаження для різних діаграм деформування. Злиття зон призводить до зниження жорсткості, що використовується при прогнозуванні несівної здатності оболонкових конструкцій з вирізами.
Ключові слова: вирізи, оболонкові конструкції, пластична деформація, несівна здатність, взаємний вплив, метод скінченнмх елементів, проекційно-ітераційні схеми.

 

П. П. ЛЕПІХІН, В. А. РОМАЩЕНКО, Є. В. БАХТИНА, “Методи і результати аналізу напружено-деформованого стану і міцності багатошарових товстостінних анізотропних циліндрів при динамічному навантаженні (огляд). Повідомлення 1. Експериментальні дослідження”, (рос. мов.), Проблеми міцності, № 1, 17-32 (2013).Скачати PDF
Виконано аналіз відомих із літературних джерел методів і результатів експериментального дослідження напружено-деформованого стану та міцності багатошарових товстостінних анізотропних циліндрів під час динамічного навантаження.
Ключові слова: багатошарові товстостінні анізотропні циліндри, динамічне навантаження, напружено-деформований стан, міцність, методи і результати експериментальних досліджень.

 

В. Р. СКАЛЬСЬКИЙ, Д. В. РУДАВСЬКИЙ, О. С. ДУБИЦЬКИЙ, “Розрахунок залишкового ресурсу ресорного листа з наявною поверхневою тріщиною”, Проблеми міцності, № 1, 33-42 (2013).Скачати PDF
Запропоновано методику розрахунку залишкової довговічності ресорного листа вантажного автомобіля з наявною напівеліптичною тріщиною за циклічного навантаження та впливу часу напрацювання. В основу методики покладено розрахункову модель поширення втомної тріщини, яка базується на енергетичному критерії механіки руйнування. Проаналізовано результати розрахунків довговічності ресорного листа за різних значень його механічних характеристик.
Ключові слова: втомне руйнування, залишкова довговічність, ресорний лист, напівеліптична тріщина, енергетичний критерій.

 

Г. В. ЦЬІБАНЬОВ, “Застосування деформаційного критерію до опису зростання коротких втомних тріщин” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 1, 43-52 (2013).Скачати PDF
Використовуються приведені в літературних джерелах співвідношення, які описують взаємозв’язок між параметрами деформаційної кривої втоми і параметрами росту коротких поверхневих тріщин для обмежених довговічностей. Введено співвідношення між розміром вихідного дефекту і середнім розміром зерна в області довговічностей багатоциклової втоми. Розраховані за прийнятими залежностями криві втоми за критерієм зародження поверхневої тріщини довжиною 100 мкм добре відповідають експериментальним даним для сталей 45, 12ХН3А і 40Х. Такий результат створює перспективу розрахунково-експериментального визначення довговічності до зародження короткої тріщини без безпосереднього визначення її довжини в експерименті.
Ключові слова: деформаційна крива втоми, зростання короткої тріщини, розрахункові параметри зростання тріщини, циклічна довговічність.

 

С. С. ЩЕРБАКОВ, “Просторовий напружено-деформований стан трибофатичної системи в зоні контакту ролик-вал” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 1, 53-63 (2013).Скачати PDF
Розглядається механіко-математична модель напружено-деформованого стану системи, що зазнає дії контактних і неконтактних навантажень. Напружений стан отримано шляхом суперпозиції полів напружень, що зумовлені дією нормальних і дотичних еліптично розподілених контактних зусиль, а також неконтактним згином. Показано значну зміну напружно-деформованого стану в системі порівняно з таким при розв’язанні задачі для чисто контактної взаємодії.
Ключові слова: трибофатична система, просторовий напружено-деформований стан, контактна взаємодія, неконтактні навантаження.

 

О. М. ГЕРАСИМЧУК, О. В. КОНОНУЧЕНКО, “Модель для прогнозування втомної довговічності титанових сплавів. Повідомлення 1. Розробка моделі втомної довговічності до ініціювання мікроструктурно короткої тріщини і моделі росту фізично малої та довгої тріщин”, Проблеми міцності, № 1, 64-79 (2013).Скачати PDF
Наведено огляд моделей втомної довговічності на 1- і 2-й стадіях втомного руйнування. На основі модифікації цих моделей запропоновано модель, яка дозволяє за результатами випробувань на короткочасний розтяг і аналізу мікроструктури прогнозувати довговічність до руйнування в умовах багатоциклового одновісного навантаження гладких зразків із титанових сплавів.
Ключові слова: втомна довговічність, мікроструктура, стійкі смуги ковзання, мікроструктурно коротка тріщина, фізично мала та довга тріщини, титанові сплави.

 

В. В. ПОКРОВСЬКИЙ, В. Г. СИДЯЧЕНКО, "Вплив попереднього термомеханічного навантаження по модам I і II на в'язкість руйнування теплостійких корпусних сталей" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 1, 80-90 (2013).Скачати PDF
Представлено результати експериментальних досліджень щодо оцінки впливу попереднього термомеханічного навантаження по модах I і II на тріщиностійкість зразків при випробуваннях на чотириточковий згин. Зразки повторно навантажували по модах II і I. Дослідження виконано на теплостійких реакторних сталях. Запропоновано алгоритм чисельної оцінки в’язкості руйнування з урахуванням попереднього термомеханічного навантаження за змішаних схем деформування.
Ключові слова: моди навантаження, попереднє термомеханічне навантаження, теплостійкі реакторні стали.

 

М. Р. МУЗИКА, В. П. ШВЕЦЬ, І. В. МАКОВЕЦЬКИЙ, "Оцінка пошкоджуваності підданого рекристалізації металу при подальшому деформуванні" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 1, 91-100 (2013).Скачати PDF
Показано можливість використання методу LМ-твердості для оцінки стану металу в процесі термосилової обробки. Визначено степінь впливу початкової пластичної деформації металу на його пошкодженість у залежності від рівня деформації при подальшому деформуванні після рекристалізації за даними розсіяння масових значень характеристик твердості. Показано, що в попередньо деформованому металі, що пройшов рекристалізацію, зі збільшенням повторної пластичної деформації одночасно зі зменшенням розміру зерна і ростом твердості має місце накопичення пошкоджень структури металу. Попередня пластична деформація до відпалу істотно впливає на процес накопичення пошкоджень у металі: чим вищий рівень попередньої пластичної деформації до відпалу, тим більш активно відбувається накопичення пошкоджень при деформуванні зразків металу після відпалу.
Ключові слова: попереднє деформування, рекристалізація, середній розмір зерна, повторне деформування, твердість, розсіювання характеристик твердості, пошкоджуваність.

 

О. І. МАНЕВИЧ, Є. О. ПОНОМАРЕНКО, Є. Ф. ПРОКОПАЛО, "Стійкість ортотропних циліндричних оболонок при згині поперечною силою. Повідомлення 1. Теорія " (рос. мов.), Проблеми міцності, № 1, 101-111 (2013).Скачати PDF
Із використанням програмного комплексу “LIRA” досліджено задачу щодо стійкості ізотропної й ортотропної циліндричних оболонок при згині поперечною силою. Виконано параметричний аналіз отриманого розв’язку, визначено точність відомих наближених оцінок критичного значення сили.
Ключові слова: циліндрична і ортотропна оболонки, стійкість, поперечний згин.

 

О. Д. ПОГРЕБНЯК, М. М. РЕГУЛЬСЬКИЙ, О. В. ЖЕЛДУБОВСЬКИЙ, "Оцінка впливу концентрації напружень на опір втоми конструкційних матеріалів при асиметричному навантаженні" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 1, 112-127 (2013).Скачати PDF
Виконано розрахунково-експериментальну оцінку чутливості конструкційних матеріалів до концентрації напружень за умов багатоциклового асиметричного навантаження розтягом-стиском, згином та крученням. Розв’язок базується на використанні запропонованої моделі граничного стану. Отримано задовільне узгодження результатів розрахунку з експериментальними даними.
Ключові слова: опір втоми, асиметричне багатоцикловое навантаження, модель граничного стану, концентрація напружень, конструкційні матеріали.

 

М. К. КУЧЕР, Р. П. ПРИХОДЬКО, О. В. БОРОВИК, "Прогнозування повзучості та тривалої міцності матеріалів при неізотермічних процесах деформування" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 1, 128-139 (2013).Скачати PDF
Представлено модель для опису одновимірних неізотермічних процесів тривалого деформування, що враховує пошкодженість матеріалу. Вплив напружень і температури на зміну швидкості деформації повзучості враховується за допомогою скалярної функції пошкодженості. Ефективність підходу показано при описі повзучості сталі 12Сг-18Ni-Мо для досить широких діапазонів діючих напружень і температури.
Ключові слова: одновимірна повзучість, рівняння стану, пошкодженість матеріалу, неізотермічні процеси деформування, прогнозування тривалої міцності.

 

А. ГОРБАНПУР АРАНІ, А. ХАГШЕНАС, С. АМІР, М. Р. МОЗДИАНФАРД, М. ЛЄТІФІ, "Електротермомеханічні характеристики товстостінного п'єзоелектричного циліндра, зміцненого нанотрубками з нітриду бору" (англ. мов.), Проблеми міцності, № 1, 140-158 (2013).Скачати PDF
Виконано розрахунок електротермопружних напружень у п’єзоелектричному циліндрі, зміцненому нанотрубками з нитриду бору та підданому електротермомеханічному навантаженню. Електротермопружні характеристики п’єзоелектричного композита, зміцненого нановолокнами, розраховували за допомогою модифікованої мікромеханічної моделі, що дозволяє враховувати взаємозв’язок між електричними, тепловими і пружними силовими полями. На основі припущення про лінійність, однорідність та ортотропність матеріалу п’єзоелектричного композита, зміцненого нановолокнами, при дії рівномірного поля напружень отримано основні рівняння для осесиметричної деформації товстостінного циліндра, що знаходиться під дією рівномірного внутрішнього і зовнішнього тиску, осьового електричного навантаження, і визначено різницю температур на внутрішньому і зовнішньому радіусах циліндра. Для умов закріплення торців циліндра, що дозволяє змінити його довжину, розраховано переміщення, деформації і напруження в місцях на значній відстані від торців. Аналіз розрахункових напружень показує, що зі збільшенням нанотрубок із нітриду бору в поздовжньому напрямку циліндра зменшується ефективне напруження. У той же час аналіз переміщень у радіальному напрямку свідчить, що оптимальний склад композита забезпечує 5%-ний вміст нанотрубок із нітриду бору. За нормальних умов роботи п’єзоциліндра вплив теплових і механічних чинників на величину ефективного напруження суттєво вищий, аніж електричних, у зв’язку з чим дана структура п’єзоелектричного композита, зміцненого нановолокнами, більше використовується для п’єзодатчиків, ніж для п’єзоприводів.
Ключові слова: нанотрубки з нітриду бору, п'єзоелектричний циліндр, електротермомеханічне навантаження, розрахунок напружень, мікромеханічна модель.

 

А. В. МОЛТАСОВ, "Застосування методу неплоских перерізів до визначення напружень в зонах концентрації, викликаної посиленням стикового зварного з'єднання" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 1, 159-167 (2013).Скачати PDF
Обґрунтовано методику визначення напружень у стикових зварних з’єднаннях, що базується на гіпотезі неплоских перерізів. Отримано аналітичні вирази, що описують зміну нормальних напружень у зоні концентрації як по контуру, так і по глибині з’єднання. У точці, де концентрація напружень максимальна, отримано вираз для коефіцієнта концентрації напружень. Результати розрахунку коефіцієнта концентрації зіставляються з такими, що наведені в літературних джерелах. Отримано вирази для визначення градієнта напружень у будь-якій точці перерізу, що знаходиться в зоні концентрації напружень, та відносного градієнта напружень у точці, де напруження максимальне.
Ключові слова: стикове зварне з'єднання, метод неплоских перерізів, плосколоманий переріз, коефіцієнт концентрації напружень, епюра напружень, градієнт напружень.