Проблеми міцності
міжнародний науково-технічний журнал

2014 № 4

Проблеми міцності. -2014. -№. 4.


В. Т. ТРОЩЕНКО, Л. А. ХАМАЗА, “Умови переходу від розсіяного до локалізованого втомного пошкодження металів і сплавів. Повідомлення 2. Тривалість стадій зародження і розвитку втомних тріщин” (рос. мов.), Проблеми міцності № 4, 5-20 (2014).Скачати PDF
Виконано аналіз співвідношення тривалості стадій зародження і розвитку тріщин від утомленості з урахуванням впливу розмірів тріщин, що відповідають їх зародженню, наявності на поверхні зразків локальних пошкоджень, розсіяння результатів випробування, концентраторів напружень, виду напруженого стану та інших чинників. Розглянуто підходи до визначення умов переходу від розсіяного до локалізованого утомного пошкодження і наведено результати дослідження цих умов, що базуються на аналізі зміни характеристик циклічної непружності металів і сплавів у залежності від числа циклів навантаження і швидкості розвитку коротких тріщин від утомленості у залежності від розмаху коефіцієнта інтенсивності напружень.
Ключові слова: утомна тріщина, стадії зародження і розвитку тріщин, магістральна тріщина.

 

В. В. МАТВЄЄВ, О. Є. БОГІНІЧ, “Вплив непружного опору на вібродіагностичні параметри наявності тріщини, що закривається, в пружному телі при супергармонічному резонансі” (рос. мов.), Проблеми міцності № 4, 21-35 (2014).Скачати PDF
Розглянуто методи наближеного визначення вібродіагностичних параметрів наявності тріщини втомленості нормального відриву, що закривається, у пружному тілі з урахуванням різного виду непружного опору за супергармонічного резонансу 2-го порядку.
Ключові слова: коливання нелінійних систем, вібродіагностика втомного пошкодження, тріщина, що закривається, супергармонічний резонанс, види непружного опору.

 

В. О. СТРИЖАЛО, Л. С. НОВОГРУДСЬКИЙ, М. Я. ОПРАВХАТА, “Про граничний стан перлитної сталі М76 за дії електричного струму” (рос. мов.), Проблеми міцності № 36-42 (2014).Скачати PDF
Запропоновано та обгрунтовано критерій оцінювання граничного стану рейкової сталі при дії імпульсів електричного струму. Як критерій граничного стану пропонується використовувати умову рівності значень умовної границі плинності циклічно напрацьованого матеріалу за подальшої дії імпульсів електричного струму і мінімального рівня границі плинності сталі, указаного в нормативних документах.
Ключові слова: циклічне навантаження, граничний стан, характеристики міцності, допустимі напруження, імпульси електричного струму.

 

Г. В. СТЕПАНОВ, І. А. МАМЄЄВ, “Визначення довговічності при циклічних навантаженнях консольної балки з концентратором напружень при згині” (рос. мов.), Проблеми міцності № 43-49 (2014).Скачати PDF
Наведено методику і результати дослідження довговічності металу консольної балки в області концентратора напружень за однобічного циклічного згину. Порівняння даних експерименту і чисельного моделювання між собою свідчить про зв’язок довговічності з амплітудою непружного циклічного деформування. Установлено вплив деформаційного зміцнення і швидкості пластичної деформації на довговічність.
Ключові слова: навантаження згиненням, довговічність, швидкість пластичної деформації.

 

М. Г. ШУЛЬЖЕНКО, П. П. ГОНТАРОВСЬКИЙ, Т. В. ПРОТАСОВА, “Вплив нерівномірності механічних властивостей матеріалу в окружному напрямі на деформацію роторів енергетичних агрегатів” (рос. мов.), Проблеми міцності № 50-61 (2014).Скачати PDF
Розглядається необоротна деформація роторів парових турбін унаслідок нерівномірності механічних властивостей матеріалу по окружності на основі чисельного аналізу їхнього тривимірного напружено-деформованого стану. Показано, що така нерівномірність може бути однією з причин появи і розвитку прогресуючого прогину при повзучості високотемпературних роторів, що тривало експлуатуються, та їхнього викривлення при перевищенні номінальної частоти обертання.
Ключові слова: ротор парової турбіни, нерівномірність механічних властивостей матеріалу в окружному напрямі, невісесиметрична деформація, прогин ротора, напіваналітичний метод скінченних елементів.

 

К. В. САВЧЕНКО, А. П. ЗІНЬКОВСЬКИЙ, І. Г. ТОКАР, Я. Д. КРУГЛІЙ, “Вплив орієнтації контактних поверхонь бандажних полиць на статичний напружений стан робочих лопаток турбін” (рос. мов.), Проблеми міцності № 62-72 (2014).Скачати PDF
Наведено результати обчислювальних експериментів із визначення закономірностей зміни характеристик статичного напруженого стану лопаток у залежності від кута нахилу контактних поверхонь полиць до площини обертання робочого колеса з урахуванням дії поля відцентрових сил і високих температур газового потоку.
Ключові слова: турбінна лопатка, бандажний зв'язок, орієнтація контактних поверхонь, статичний напружений стан.

 

М. І. БОБИР, А. Є. БАБЕНКО, Я. І. ЛАВРЕНКО, А. П. ХАЛІМОН, “Довговічність конструктивних елементів центрифуг з врахуванням пошкодженості” (рос. мов.), Проблеми міцності № 73-83 (2014).Скачати PDF
Запропоновано методику розрахунку і прогнозування стану відповідальних елементів конструкцій за малоциклової утоми з урахуванням особливостей експлуатаційних режимів. Методика базується на концепції розсіяної пошкодженості й урахуванні параметра пошкодженості в системі визначальних рівнянь на прикладі швидкообертових елементів лабораторних центрифуг. Виконано макро- і мікроструктурний аналіз матеріалу та статичні і циклічні випробування зразків алюмінієвого сплаву 7075 (В95). Результати експериментальних досліджень порівнюються з теоретичними розрахунками, що проведені на базі методу скінченних елементів (програмний пакет ANSYS).
Ключові слова: малоциклова втома, ротор, довговічність, пошкодженість, алюмінієвий сплав.

 

М. Р. МУЗИКА, В. П. ШВЕЦЬ, “Визначення напружень і деформацій в деформованому пружно-пластичному матеріалі по характеристиках твердості” (рос. мов.), Проблеми міцності № 84-91 (2014).Скачати PDF
Розглядається можливість визначення напружень і деформацій в деформованому пружнопластичному матеріалі по параметрах розсіяння значень твердості.
Ключові слова: напруження, деформація, область пружнопластичності, твердість, параметр розсіяння значень твердості.

 

К. С. САДЖИКУМАР, Н. АСОК КУМАР, РАО Б. НАГЕСВАРА, “Оцінка адгезійної міцності з'єднання внапуск по критерію точкових напружень” (англ. мов.), Проблеми міцності № 92-101 (2014).Скачати PDF
Проведено скінченноелементний розрахунок напружень у зоні з’єднання внапуск із використанням у адгезійному шарі спеціальних 6-вузлових ізопараметричних скінченних елементів. Результати розрахунку добре узгоджуються з розв’язками, отриманими у замкненому вигляді Голандом і Рейсснером. Показано, що максимальні нормальні і дотичні напруження в адгезійному шарі мають місце в торцях з’єднання, що зумовлено їх сингулярністю. Оцінено адгезійну міцність з’єднання внапуск за допомогою критерію міцності, відомого як критерій точкового напруження. Розрахункові значення адгезійної міцності тісно корелюють із відомими експериментальними даними.
Ключові слова: адгезія, руйнівне навантаження, метод скінченних елементів, критерій точкових напружень, з'єднання внапуск.

 

Ю. ЛІ, “Розробка критеріїв міцності і пластичної течії, заснованих на співвідношеннях між пружними і пластичними деформаціями” (англ. мов.), Проблеми міцності № 102-108 (2014).Скачати PDF
Представлено результати дослідження співвідношень між пружними і пластичними деформаціями. На основі результатів аналізу цих співвідношень запропоновано новий критерій міцності, який є модифікацією критерію максимальних головних деформацій. Оскільки запропонований підхід ув’язує критерії міцності і пластичної плинності, даний критерій можна трактувати як новий критерій пластичної плинності.
Ключові слова: критерій міцності, критерій пластичної течії, пружна і пластична деформації.

 

Х. ТОРАБІ, М. ШАРІАТІ, “Розрахунок втрати стійкості сталевих півсферичних оболонок з квадратним вирізом, підданих осьовому стискуванню” (англ. мов.), Проблеми міцності № 109-122 (2014).Скачати PDF
Виконано числовий розрахунок втрати стійкості стальних тонкостінних півсферичних оболонок із квадратним вирізом, що знаходяться під дією осьового стиску, і порівняльний аналіз отриманих розрахункових даних з експериментальними. При цьому використано три варіанта прикладання до зразків вертикальних стискальних напружень: через жорстку плоску пластину; через жорстку балку з торцями циліндричної і сферичної форми. Визначався вплив відношень ширини квадратного вирізу до його вертикального положення в оболонці (a/H) і товщини оболонки до її діаметра (t/D) на середнє значення критичного навантаження, за якого відбувається втрата стійкості півсферичної оболонки. Скінченноелементні моделі реалізовано за допомогою програмного пакета ABAQUS для нелінійного розрахунку втрати стійкості, а відповідні експериментальні результати отримано з використанням серво- гідравлічної випробувальної установки INSTRON 8802. Порівняльний аналіз результатів, отриманих двома розрахунковими методами, показав тісну кореляцію між експериментальними і числовими нелінійними розрахунковими даними.
Ключові слова: втрата стійкості, півсферична оболонка, квадратний виріз, метод скінченних елементів, експеримент.

 

А. МОКАДДЕМ, М. АЛАМІ, Б. ДОУМІ, А. БУТАУ, “Прогнозування пошкодження композиту на стику матриці і волокон за допомогою генетичного алгоритму. Повідомлення 1. Аналіз пошкоджень від зсувних напружень в двох композитах T300/914 і PЕЕК/apc2” (англ. мов.), Проблеми міцності № 123-129 (2014).Скачати PDF
Для композитних матеріалів, армованих волокнами, актуальною є оптимізація розміщення останніх, що забезпечує мінімальне пошкодження на стику волокон і матриці. Досліджено кінетику розвитку пошкоджень у напрямку дії максимальних зсувних напружень за допомогою раніше розробленого авторами генетичного алгоритму. Для двох композитів типу Т300 і PEEK з використанням запропонованого генетичного підходу отримано розрахункові дані для різної швидкості зсувних деформацій на стику волокон і матриці, які добре узгоджуються з отриманими на основі математичних моделей Кокса і Вейбулла. У подальших дослідженнях планується вивчення впливу термомеханічного навантаження на зсувне пошкодження зони стику волокон і матриці.
Ключові слова: стик, зсувне пошкодження, волокно, матриця, композит, генетичний алгоритм.

 

А. МОКАДДЕМ, М. АЛАМІ, Н. ЗІАНІ, Н. БЕЛДЖУДІ Н., А. БУТАУ, “Прогнозування пошкодження композиту на стику матриці і волокон за допомогою генетичного алгоритму. Повідомлення 2. Аналіз пошкоджень від зсувних напружень в графіто-епоксидніх нанокомпозитах” (англ. мов.), Проблеми міцності № 130-135 (2014).Скачати PDF
Описана в повідомленні 1 генетична модель використовується для оптимізації пошкодження в площині максимальних зсувних напружень на стику волокон і матриці в нанокомпозитному графіто-епоксидному матеріалі. Отримано хорошу кореляцію між числовими розрахунками й експериментальними даними для композита та нано- композитів на основі графіту, підсиленого нанополімерами. Експериментальні дані також добре узгоджуються з результатами, що отримані на основі розрахункової методики Ясміна. У подальших дослідженнях планується вивчення впливу термічних напружень на подібну оптимізацію.
Ключові слова: зсувне пошкодження, стик, волокно, матриця, генетичний алгоритм, нанокомпозити.

 

С. А. ЛЕВЧУК, “Застосування одного з методів теорії потенціалу до дослідження статичного деформування складених конічних оболонок”, Проблеми міцності, № 4, 136-141 (2014).Скачати PDF
Розглянуто задачу про статичне деформування складених конічних оболонок. Розв’язок побудовано з використанням методів теорії потенціалу. Досліджуване тіло розглядалося як складена конструкція, до якої входить декілька конічних оболонок. Сформульовано умови з’єднання оболонок у складеній конструкції. Побудовано матрицю типу Гріна для розглянутої задачі. Досліджено залежність основних характеристик напруженого стану складеної конічної оболонки від кутів конусності.
Ключові слова: складена конічна оболонка, теорія потенціалу, напружено-деформований стан, матриця типу Гріна.

 

В. І. ШВАБ’ЮК, С. В. РОТКО, О. А. УЖЕГОВА, ”Згин композитної балки з поздовжнім розрізом”, Проблеми міцності, № 4, 142-151 (2014).Скачати PDF
У рамках некласичної моделі композитних балок отримано аналітичний розв’язок для балки з поздовжнім розрізом, колінеарним до її серединної лінії. Згинальне навантаження на балку сприяє розкриттю розрізу. Отримано елементарні формули для напруження і переміщення у всіх частинах балки. Точність результатів підтверджується шляхом порівняння з відповідними даними, отриманими при розв’язанні плоскої задачі теорії пружності методом граничних елементів.
Ключові слова: поздовжній розріз, композитна балка, некласична модель, поперечний зсув, обтиснення, однонаправлений графітопластик.

 

В. А. БАЖЕНОВ, О. О. ЛУК’ЯНЧЕНКО, О. В. КОСТІНА, О. В. ГЕРАЩЕНКО, “Імовірнісний підхід до визначення надійності недосконалої оболонки-опори”, Проблеми міцності, № 4, 152-161 (2014).Скачати PDF
Розроблено імовірнісний підхід до визначення надійності за стійкістю недосконалої циліндричної оболонки-опори. Досліджено нелінійну стійкість оболонки з урахуванням недосконалості її форми при дії комбінованого навантаження. Побудовано поверхню критичних сполучень навантажень і визначено область стійкості. Надійність за стійкістю визначено з урахуванням різних видів розподілу щільності імовірності недосконалості та заданого максимально можливого її значення за допомогою поверхні надійності. Отримано допустимі сполучення комбінованого навантаження, які мають бути враховані при проектуванні та експлуатації оболонки-опори.
Ключові слова: бурове надійність, імовірнісний підхід, нелінійна стійкість, циліндрична оболонка, недосконалість форми, комбіноване навантаження, метод скінченних елементів.

 

О. М. СЕМЕГЕН, З. М. ОДОСІЙ, В. В. КУСТОВ, “Дослідження та моделювання впливу конструктивного оформлення і технологічних параметрів виготовлення на показники зношування армованого озброєння шарошкових доліт”, Проблеми міцності, № 4, 162-171 (2014).Скачати PDF
Із метою оцінки впливу конструкторсько-технологічних параметрів виготовлення армованого озброєння шарошкових бурових доліт на величину їх зношування в процесі буріння проведено дослідження на розробленому стенді. За результатами досліджень отримано математичні моделі, що описують вплив цих параметрів на показники зношування армованих поверхонь зубків бурового інструменту, які виготовлено за різними схемами армування їх робочих поверхонь. Показано, що оптимальною схемою наплавлення робочої поверхні зубків релітом є збільшення площі армування за шириною зубка.
Ключові слова: бурове шарошкове долото, зубок, схема армування, реліт, зношування.