Проблеми міцності
міжнародний науково-технічний журнал

2014 № 5

Проблеми міцності. -2014. -№. 5.


В. Т. ТРОЩЕНКО, Л. А. ХАМАЗА, "Умови переходу від розсіяного до локалізованого втомного пошкодження металів і сплавів. Повідомлення 3. Визначення умов переходу на основі аналізу кінетики розвитку тріщин" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 5-19 (2014).Скачати PDF
Для широкого кола металів і сплавів розглянуто особливості зародження і росту малих тріщин при напрузі, яка вища за границю витривалості. Проаналізовано кінетику росту коротких тріщин від утомленості, що оцінюється по залежностях довжини тріщини або швидкості її росту від числа циклів навантаження. Показано, що перехід від стадії розвитку малих тріщин (розсіяне втомне пошкодження) до стадії розвитку магістральної тріщини (локалізоване утомне пошкодження) характеризується інтенсивним зростанням швидкості росту тріщини. Обґрунтовано методику визначення розмірів магістральних тріщин, що відповідають переходу від розсіяного до локалізованого утомного пошкодження. Установлено, що розміри тріщин від утомленості, які відповідають такому переходу при напрузі, яка вища за границю витривалості, зменшуються зі збільшенням напружень і залишаються меншими, ніж розмір тріщини при напрузі, що дорівнює границі витривалості.
Ключові слова: втома, магістральна тріщина, розсіяне і локалізоване пошкодження.

 

В. С. ГУДРАМОВИЧ, В. М. ЛЕВІН, Є. В. САМАРСЬКА, С. В. ШАБЕЛЬНИК, "Моделювання процесу деформування бетону на основі модифікованого варіанту теорії течії" " (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 20-26 (2014).Скачати PDF
Наведено основні співвідношення моделі деформування бетону, що базується на модифікованому варіанті теорії плинності. Розрахункові дані порівнюються з результатами експериментів в умовах розтягу, стиску і стиску з розтягом. Оцінено похибку при апроксимації експериментальних даних на основі запропонованих співвідношень.
Ключові слова: залізобетонні конструкції, бетон, теорія течії, поверхня навантаження, вектор течії, погрішність, функція зміцнення.

 

Я. ПОЛАК, К. ОБРТЛІК, М. ПЕТРЕНЕЦЬ, "Циклічна пластична деформація і пошкодження матеріалів при високих температурах" (англ. мов.), Проблеми міцності, № 5, 27-34 (2014).Скачати PDF
Аналіз кривих гістерезису показує, що за різних температур відбуваються характерні зміни залежності між циклічними пластичними деформаціями і напруженнями в нержавіючій сталі і суперсплавах. Відповідні зміни мікрорельєфу поверхні за м’якого навантаження зафіксовано за допомогою сканувальної і томографічної електронної мікроскопії з високим розділенням. Проаналізовано механізми локалізації циклічної деформації, утворення поверхневого мікрорельєфу, ініціювання тріщин від утомленості і росту коротких тріщин.
Ключові слова: втомне пошкодження, циклічна пластичність, ініціація тріщини, висока температура, нержавіюча сталь, нікелевий суперсплав.

 

С. АСАДІКУХАНДЖАНІ, М. ТОРФЄХ, Р. ГОРБАНФ, "Аналіз руйнування високонавантаженої лопатки ГТД" (англ. мов.), Проблеми міцності, № 5, 35-40 (2014).Скачати PDF
Проаналізовано руйнування лопатки ГТД після 25 тис. годин експлуатації. При цьому використовувалися методики оцінки фрактографічних і металургійних характеристик матеріалу. Дані фрактографічного аналізу показують, що ініціювання тріщин відбувається в пері лопатки в осередках високотемпературного корозійного пітингу, а розповсюджуються вони по механізму високотемпературної корозійної утоми, в рузультаті чого має місце крихке руйнування.
Ключові слова: аналіз руйнування, високотемпературна корозія 2-го типу, високотемпературна корозійна втома, ГТД.

 

В. С. БОНДАР, В. В. ДАНШИН, "Математичне моделювання процесів термов'язкопластичної циклічної деформації і руйнування матеріалів" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 41-47 (2014).Скачати PDF
Розглядаються основні положення і рівняння теорії термов’язкопластичності (непружності). Виділяються матеріальні функції, формулюються базовий експеримент і метод ідентифікації матеріальних функцій, що замикають теорію термов’язкопластичності. Показано можливості даної теорії щодо адекватного опису процесів деформування і руйнування конструкційних сталей і сплавів за різноманітних режимів термосилових циклічних навантажень.
Ключевые слова: термов'язкопластичність, руйнування, циклічне навантаження.

 

Г. Г. ПИСАРЕНКО, Л. Є. МАТОХНЮК, А. В. ВОЙНАЛОВИЧ, Д. Г. КОФТО, “Прогнозування характеристик опору утомі конструкційних матеріалів на великих базах навантажування”, Проблеми міцності, № 5, 48-53 (2014). Скачати PDF
Проаналізовано результати випробувань на втому зразків конструкційних матеріалів на базі до 10 цикл навантажування. Запропоновано методику побудови кривих утоми на великих базах навантажування з урахуванням частоти циклів та температури розігріву зразків під час випробування. Порівняння результатів прогнозування з даними випробувань на втому показало достовірність методики.
Ключові слова: опір утомі, частота навантажування, прогнозування, температура розігріву.

 

О. Л. БІЛИЙ, І. М. ДМИТРАХ, А. М. СИРОТЮК, “ Оцінка довговічності трубопровідних систем із дефектами за наявності техногенних домішок у робочому середовищі”, Проблеми міцності, № 5, 54-60 (2014).Скачати PDF
Оцінено та спрогнозовано довговічність елементів трубопроводів з урахуванням експлуатаційних умов. Базуючись на підходах механіки руйнування, зроблено прогнозовану оцінку залишкової довговічності трубопровідних систем із дефектами теплоенергетичного призначення. Показано негативний вплив наявності техногенних домішок у робочому середовищі на довговічність трубопроводу.
Ключові слова: елементи трубопроводів, тріщиноподібні дефекти, швидкість росту тріщини, коефіцієнти інтенсивності напружень, показник опірності матеріалу росту тріщини.

 

Ф. Ф. ГИГИНЯК, П. А. БУЛАХ, "Пошкодженість теплостійких сталей з урахуванням умов, що імітують роботу енергетичного устаткування" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 61-68 (2014).Скачати PDF
Представлено результати дослідження кінетики накопичення пошкоджень і закономірностей деформування теплотривких сталей 10ГН2МФА и 15Х2МФЛ за різних режимів навантаження в умовах складного напруженого стану.
Ключові слова: циклічна повзучість, пошкодженість, теплостійкі стали, коефіцієнт гомогенності, деформація повзучості, складний напружений стан.

 

В. І. МІРОНОВ, А. В. КУЗНЄЦОВ, І. Г. ЄМЄЛЬЯНОВ, "Облік циклічної деградації матеріалу і аномалії механічних властивостей поверхневого шару в розрахунку живучості пластини з отвором" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 69-75 (2014).Скачати PDF
Моделюється процес циклічної деградації матеріалу в елементі конструкції на основі представлень щодо аномалії механічних властивостей поверхневого шару. Кінетика процесу встановлюється в нестандартному експерименті з побудовою повних рівноважних діаграм попередньо циклічно навантажених зразків. Приводяться результати числового розв’язання задачі щодо розвитку тріщини від утомленості в пластині з отвором, які узгоджуються з експериментальними.
Ключові слова: пластина з отвором, втомна тріщина, циклічна деградація матеріалу, повна діаграма деформації.

 

Б. Т. ТІМОФЄЄВ, Н. А. ВАСІЛЬЄВА, "Вплив технологічних і експлуатаційних чинників на опір втоми стали марки 10ГН2МФА" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 76-81 (2014).Скачати PDF
Наведено результати досліджень на малоциклову втому сталі 10ГН2МФА, що отримана шляхом мартенівської виплавки й електрошлакової переплавки в повітряному середовищі і теплоносії за кімнатної і підвищеної температур, а також на циклічну тріщиностійкість у високотемпературному водному середовищі. Показано, що великий вплив на стадію росту утомної тріщини має метод отримання сталі.
Ключові слова: мартенівська виплавка, електрошлакова переплавка, малоциклова втома, швидкість зростання тріщини.

 

В. Ф. ПАВЛОВ, В. А. КІРПІЧОВ, В. С. ВАКУЛЮК, В. П. САЗАНОВ, А. С. БУКАТИЙ, "Оцінка впливу поверхневого зміцнення на границю витривалості деталей по залишковим напруженням" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 82-88 (2014).Скачати PDF
На прикладі зразків зі сталі 20, що мають різний діаметр, експериментально установлено, що в умовах концентрації напружень для прогнозування впливу поверхневого зміцнення на границю витривалості найбільш виправдано використання критерію середньоінтегральних залишкових напружень.
Ключові слова: поверхневе зміцнення, зразки, прогнозування границі витривалості, концентрація напружень, критерій середньоінтегральних залишкових напружень.

 

С. В. БІЛОДЕДЕНКО, В. М. ГОРЯНИЙ, І. БУХ, А. В. ЯЦУБА, "Прогнозування працездатності листопрокатних валків" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 89-95 (2014).Скачати PDF
Розроблено послідовність зміни напружень у небезпечних зонах валка за один його оберт. Показано, що асиметричний цикл навантаження формується дотичними напруженнями від зусилля і моменту прокатки.
Ключові слова: прокатний валок, довговічність, руйнування, втома.

 

В. О. ЕРМІШКІН, С. П. КУЛАГІН, І. М. ОВЧІННІКОВ, "Застосування даних фотометричних досліджень до оцінки деградації втомних властивостей сплаву АМг6" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 96-102 (2014).Скачати PDF
Розглянуто метод побудови кривих утоми за даними фотометричного аналізу робочої поверхні трьох-чотирьох плоских зразків при випробуваннях на втому при консольному згині на прикладі алюмінієвого сплаву АМгб. До і після випробувань обидві робочі поверхні кожного зразка скануються і за отриманими даними оцінюється довговічність їх фрагментів при відомій амплітудній напрузі.
Ключові слова: втома, пошкодженість, фотометрія, спектр, структура, аналіз, поверхня, спектральна щільність.

 

В. В. МІШАКИН, Ф. М. МІТЄНКОВ, В. А. КЛЮШНІКОВ, "Розробка акустичного методу оцінки ступеню деградації сталі 08Х18Н10Т на ранніх стадіях втомного руйнування" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 103-108 (2014). Скачати PDF
Розроблено алгоритм оцінки ступені деградації матеріалу акустичним методом на стадії накопичення структурної пошкоджуваності. Наведено результати акустичних досліджень сталі 08Х18Н10Т при втомному руйнуванні.
Ключові слова: акустичні параметри, неруйнівний контроль, пошкодженість, втомне руйнування.

 

М. А. БОЛЬШУХИН, М. М. ЄРЄЄВ, А. В. КОЗІН, В. А. ПАНОВ, А. В. КАПЛІЄНКО, "Моделювання процесів втоми конструкційних матеріалів реакторних установок в діапазоні довговічності 102...1012 цикл" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 109-114 (2014).Скачати PDF
Представлено спільну модель еволюційного рівняння накопичення пошкоджень від утоми в конструкційних матеріалах. Вірогідність запропонованої моделі обґрунтовано шляхом порівняння чисельних результатів з експериментальними.
Ключові слова: мало- і багатоциклова втома, чисельний експеримент, накопичення пошкоджень.

 

Ю. Г. КОРОТКІХ, В. А. ПАНОВ, В. А. ПАХОМОВ, А. В. КАПЛІЄНКО, "Верифікація математичних моделей механіки пошкодженого середовища в системі експлуатаційного моніторингу ресурсу реакторних установок" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 115-120 (2014).Скачати PDF
Наведено основні положення математичної моделі накопичення утомних пошкоджень у конструкційних матеріалах устаткування і систем реакторних установок, яку побудовано на базі методів механіки пошкоджуваного середовища, та результати її верифікації.
Ключові слова: конструкційний матеріал, математична модель, малоциклова втома, чисельний експеримент, накопичення утомних пошкоджень.

 

В. М. ВЄСЄЛУХА, А. В. БОГДАНОВИЧ, А. М. КОЗІК, В. В. ВОРОБЙОВ, "Закономірності зростання тріщин в пластичній легованій сталі з урахуванням анізотропії властивостей і часу експлуатації" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 121-126 (2014).Скачати PDF
Обговорюються результати випробувань на тріщиностійкість зразків із пластичної сталі, вирізаних із труби лінійної ділянки нафтопроводу. Для вивчення анізотропії властивостей тріщину в зразку орієнтували в осьовому і обводовому напрямку труби. Наведено характеристики циклічної тріщиностійкості досліджуваної сталі після тривалої експлуатації.
Ключові слова: циклічна тріщиностійкість, нафтопровід, тривала експлуатація.

 

О. В. МАХНЕНКО, І. В. МІРЗОВ, "Чисельний розрахунок радіаційного розпухання вигородки реактора ВВЭР-1000 в двомірній постановці при варіації даних по об'ємних тепловиділеннях і пошкоджуючій дозі" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 5, 127-139 (2014).Скачати PDF
Розглянуто існуючі математичні моделі радіаційного розпухання аустенітної сталі 08Х18Н10Т, з якої виготовляли елементи внутрішньокорпусного обладнання реактора ВВЕР-1000: моделі вільного розпухання з урахуванням температури і пошкоджуваної дози і модель, що враховує напружений стан. Враховується також явище радіаційної повзучості. Зроблено огляд вхідних даних, таких як об’ємні тепловиділення, температура і пошкоджуюча доза у вигородці і внутрішньокорпусній шахті реактора ВВЕР-1000. Із використанням цих даних виконано розрахункові оцінки радіаційного розпухання внутрішньокорпусного обладнання у двовимірній постановці та порівняльний аналіз результатів. Показано ступінь впливу варіації вхідних даних на результати розрахунків. Оцінка формозміни вигородки вказує на можливість контактної взаємодії з внутрішньокорпусною шахтою.
Ключові слова: внутрішньокорпусні пристрої, вигородка, радіаційне розпухання, чисельна модель, реактор ВВЭР-1000, пошкоджуюча доза, об'ємні тепловиділення.

 

Дж. ЭСКАНДАРІ ДЖАМ, М. АБОЛГАСЄМЗАДЕ, Х. САЛАВАТІ, І. АЛІЗАДЕ, "Вплив місця вершини надрізу в зразку Шарпи на ударну енергію у функціонально-градієнтних бейнітно-мартенситних сталях" (англ. мов.), Проблеми міцності, № 5, 140-159 (2014).Скачати PDF
Функціонально-градієнтні сталі, що відносяться до групи функціонально-градієнтних матеріалів із пружно-пластичними властивостями, отримують із нержавіючої сталі шляхом електрошлакової переплавки. При використанні функціонально-градієнтних сталей можно поліпшити механічні властивості композитів із мартенситними і бейЕітними крихкими фазами. Запропонована аналітична модель дозволяє оцінити ударну енергію руйнування зразків Шарпі з бейнітно-мартенситних сталей з урахуванням залежності між ударною енергією і розміром пластичної зони у вершині надрізу. Порівнюються величини ударної енергії для зразків Шарпі з функціонально-градієнтних сплавів та з однорідного матеріалу, що відповідає шару матеріалу біля вершини надрізу. Із використанням програмного комплексу ABAQUS виконано тривимірне скінченноелементне моделювання даного процесу. Згідно із законом Холломана, для пластичної зони отримано характеристики матеріалу в різних його шарах. Розглядалась експоненціальна зміна характеристик матеріалу по ширині зразка. Запропонована модель дозволяє отримати результати, які добре узгоджуються з відомими експериментальними даними і результатами скінченноелементних розрахунків.
Ключові слова: функціонально-градієнтна сталь, енергія руйнування зразків Шарпи, місце вершини надрізу, розмір пластичної зони, метод скінченних елементів.

 

А. В. БУКЕТОВ, О. О. САПРОНОВ, М. В. БРАЇЛО, “Дослідження фізико-механічних та теплофізичних властивостей епоксикомпозитів із двокомпонентним бідисперсним наповнювачем”, Проблеми міцності, № 5, 160-167 (2014).Скачати PDF
Досліджено вплив двокомпонентного бідисперсного наповнювача на фізико-механічні і теплофізичні властивості епоксикомпозитів. Розроблено покриття з вмістом оксиду алюмінію (60 мас. ч) і бору кристалічного (40 мас. ч) на 100 мас. ч епоксидного олігомеру ЕД-20 та 10 мас. ч твердника (поліетиленполіамін) із покращеними експлуатаційними характеристиками. Достовірність отриманих результатів підтверджується сучасними методами досліджень, тобто термогравіметричним і диференціально-термічним аналізом цих матеріалів.
Ключові слова: двокомпонентний бідисперсний наповнювач, епоксикомпозит, термогравіметричний і диференціально-термічний аналіз.