Проблеми міцності
міжнародний науково-технічний журнал

2014 № 6

Проблеми міцності. -2014. -№. 6.


В. П. НАУМЕНКО, І. В. ЛІМАНСЬКИЙ, "Опір руйнуванню листових металів і тонкостінних конструкцій. Повідомлення 2. Завдання дослідження, передумови і основні нововведення " (рос. мов.), Проблеми міцності, № 6, 5-32 (2014).Скачати PDF
Розглянуто задачі обширної програми досліджень розвитку тріщин у плоских та трубчастих зразках із крихких і пластичних матеріалів різної фізичної природи. У результаті її реалізації розроблено наукові основи нового підходу до оцінки руйнування листових металів і тонкостінних конструкцій. Показано, що першочерговою задачею на шляху до побудови прийнятного з практичної точки зору закону переносу є отримання експериментальних даних про еволюцію геометрії порожнини тріщини, починаючи з моменту її виникнення і до розділення зразка на частини.
Ключові слова: листові метали, тонкостінні конструкції, скрутість деформацій, двовісне навантаження, переривчасте руйнування, рівноважне зростання тріщини, профіль тріщини.

 

Л. М. ЛОБАНОВ, М. А. ПАЩИН, В. В. САВИЦЬКИЙ, О. Л. МИХОДУЙ, "Дослідження залишкових напружень в зварних з'єднаннях жароміцного магнієвого сплаву МЛ10 після електродинамічної обробки" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 6, 33-41 (2014).Скачати PDF
При ремонті авіаційних конструкцій з магнієвого сплаву МЛ10 використовується аргонодугове зварювання неплавким електродом. При цьому в ремонтних швах виникають залишкові зварювальні напруження, які є однією з причин зниження експлуатаційних характеристик відновлених виробів. Наявність залишкових напружень зумовлює необхідність проведення післязварювальної термообробки, що підвищує собівартість ремонтних заходів. Це приводить до пошуку альтернативних методів регулювання напруженого стану зварних з’єднань, одним з яких є електродинамічна обробка, що дозволяє понизити рівень залишкових напружень у ремонтних швах і, як наслідок, собівартість ремонтного зварювання при відновленні авіаційних конструкцій з магнієвого сплаву. За результатами виконаних експериментів установлено, що електродинамічна обробка дозволяє знижувати початковий рівень напружень у зварних швах, що дорівнює 120 МПа, до 30 МПа, а за певних геометричних характеристик зразків формувати в зоні обробки поля стискальних напружень, значення яких сягають —50 МПа. Показано, що оптимальна відстань між зонами обробки становить 5 мм, що забезпечує гарантоване перекриття зон електродинамічних впливів і, як наслідок, максимальну ефективність електродинамічної обробки.
Ключові слова: електродинамічна обробка, магнієвий сплав, напруження у зварних швах, ремонтне зварювання, корпус авіадвигуна.

 

С. М. АГЄЄВ, І. В. ОРЫНЯК, В. О. СТРИЖАЛО, М. І. ВЛАСЕНКО, В. Я. КОЗЛОВ "Оцінка граничного тиску Т-образного патрубкового з'єднання з поздовжнім поверхневим дефектом основної труби при в'язкому руйнуванні" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 6, 42-55 (2014).Скачати PDF
Запропоновано аналітичну модель оцінки граничного пластичного стану Т-подібного патрубкового з’єднання з поздовжнім поверхневим дефектом постійної глибини в зоні приварки штуцера на зовнішній поверхні основної труби при його навантаженні внутрішнім тиском. Виконано порівняльний аналіз розрахункових даних із результатами повномасштабних випробувань патрубкових з’єднань із надрізами, навантажених внутрішнім тиском до руйнування.
Ключові слова: Т-подібне патрубкове з'єднання, основна труба, штуцер, поздовжній поверхневий дефект, внутрішній тиск, граничний пластичний стан.

 

Є. В. ВОРОБЙОВ, Т. В. АНПИЛОГОВА, "Стрибкоподібна деформація як міра масштабного ефекту в деформованому об'ємі металу при глибокому охолодженні: експеримент і моделювання" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 6, 56-65 (2014).Скачати PDF
Проведено випробування на розтяг зразків титанового сплаву й аустенітної сталі в інтервалі температур 300...4 К. В умовах глибокого охолодження виникає новий вид масштабного ефекту - зміна величини низькотемпературної стрибкоподібної деформації, що зумовлює різку зміну характеристики пластичності (відносне видовження). За міру масштабного ефекту прийнята різниця величини стрибкоподібної деформації для максимального і мінімального значень площі поперечного перерізу стандартних циліндричних зразків. Для сталі 03Х20Н16АГ6 за допомогою математичного моделювання отримано залежності масштабного ефекту від найбільш важливих факторів - стартового напруження стрибка і жорсткості системи зразок-машина. Досліджено природу масштабного ефекту і розглянуто можливості його мінімізації в зв’язку зі стандартизацією механічних випробувань.
Ключові слова: стрибкоподібна деформація, криогенні температури, масштабний ефект, нелінійна модель, механічні характеристики, стандартний зразок, жорсткість випробувальної машини.

 

О. О. КАТОК, М. П. РУДНИЦЬКИЙ, В. П. ШВЕЦЬ, В. В. ХАРЧЕНКО, О. В. БАЖУКОВ, П. Є. МЕЛЬНИК, "До визначення механічних характеристик сталей за результатами випробувань на твердість" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 6, 66-70 (2014).Скачати PDF
Проведено порівняльний аналіз величин твердості по Брінеллю, одержаних за допомогою різного випробувального обладнання, і методик визначення механічних характеристик сталей за результатами випробувань на твердість, що використовуються в атомній енергетиці, включаючи розроблені в Інституті проблем міцності ім. Г. С. Писаренка НАН України установку і методику.
Ключові слова: твердість по Брінеллю, твердоміри, інструментоване індентування, механічні характеристики.

 

В. О. ДЕГТЯРЬОВ, О. Є. ГОПКАЛО, "Вплив режимів високочастотної механічної проковки на підвищення опору втоми стикових зварних з'єднань" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 6, 71-80 (2014).Скачати PDF
Запропоновано методику визначення границі витривалості стикових зварних з’єднань низьковуглецевих сталей після різних режимів високочастотної механічної проковки за максимальним значенням глибини пластично деформованого шару по експериментальних вимірюваннях мікротвердості.
Ключові слова: границя витривалості, глибина канавки, швидкість високочастотної механічної проковки, глибина пластично деформованого шару, зварене з'єднання, мікротвердість.

 

С. Б. НІЖНІК, О. О. ДМИТРИЄВА, "Взаємовплив фаз на деформаційну анизотропию характеристик міцності і опір руйнуванню в титанових сплавах" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 6, 81-92 (2014).Скачати PDF
Виконано порівняльний аналіз анізотропії механічних характеристик титанових і алюмінієвих сплавів та аустенітної сталі при формуванні структурної і кристалографічної текстури в процесі прокатки і двовісного розтягу. Розглянуто вплив збільшення кількості β-фази в титанових сплавах на темп стримання “оберненої анізотропії” опору руйнуванню і текстурного зміцнення. Обмірковано механізми однотипного зміцнювального впливу плоского напруженого стану на опір пластичному деформуванню α-титанових сплавів і аустенітної сталі з метастабільною структурою.
Ключові слова: титанові і алюмінієві сплави, метастабільна аустенитна сталь, анізотропія механічних характеристик, структурна і кристалографічна текстура прокату, двовісне розтягнення.

 

Є. Л. ДАНИЛЬЧУК, "Моделювання процесів повзучості полімерних тканих матеріалів", Проблеми міцності, № 6, 93-100 (2014).Скачати PDF
Досліджуються процеси повзучості тканих матеріалів. Об’єктом дослідження слугувала технічна тканина, виготовлена на основі полімерних ниток. По аналогії з проведеними раніше автором дослідженнями ниток визначено області лінійності в’язкопружних властивостей тканого матеріалу, доведено виконання умови подібності ізохронних кривих повзучості і побудовано діаграму миттєвого деформування. Продемонстровано подібність в’язкопружної поведінки тканого матеріалу і ниток, що його формують. Проаналізовано можливості застосування лінійних та нелінійних моделей в’язкопружного деформування до опису процесів повзучості полімерних тканин.
Ключові слова: тканий матеріал, повзучість, миттєва діаграма деформування, ізохронні криві повзучості, теорія в’язкопружності.

 

В. О. БАЖЕНОВ, О. С. ПОГОРЕЛОВА, Т. Г. ПОСТНИКОВА, "Модифікація методу продовження рішення по параметру для аналізу динаміки віброударних систем" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 6, 101-110 (2014).Скачати PDF
Запропоновано модифікацію методу продовження розв‘язку за параметром для дослідження динаміки віброударних систем, що знаходяться під дією періодичного зовнішнього навантаження. Проаналізовано поведінку двомасової віброударної системи з двома ступенями вільності в залежності від інтенсивності навантаження. Порівнюються особливості застосування методу при моделюванні удару двома способами: силою контактної взаємодії на базі квазістатичної теорії Герца та граничними умовами з використанням коефіцієнта відновлення на основі стереомеханічної теорії удару. Приведено результати чисельного аналізу динамічних станів системи при моделюванні удару двома способами.
Ключові слова: віброударний рух, моделювання удару, сила контактної взаємодії, коефіцієнт відновлення, метод продовження рішення за параметром.

 

А. П. БОВСУНОВСКИЙ, "Несинхронне підключення турбогенератора до мережі як фактор втомного пошкодження валопроводу парової турбіни" (рос. мов.), Проблеми міцності, № 6, 101-110 (2014).Скачати PDF
Представлено результати досліджень крутильних коливань валопроводу парової турбіни, що виникають при підключенні турбогенератора до мережі з грубою синхронізацією. Показано істотну залежність цих коливань від параметрів реактивного крутного моменту. Оцінено пошкодженість матеріалу валопроводу парової турбіни від утомленості за різних режимів підключення турбогенератора до мережі.
Ключевые слова: валопровід турбіни, багатоциклова втома, крутильні коливання, груба синхронізація.

 

Кс. ХІ, Ю. ВАНГ, "Розподіл напружень в балках, адгезионно з'єднаних внапуск " (англ. мов.), Проблеми міцності, № 6, 101-110 (2014).Скачати PDF
За допомогою тривимірного методу скінченних елементів досліджено розподіл напружень уздовж нерозрізних балок, адгезійно з’єднаних внапуск. Для чотирьох типових характеристик сполучних матеріалів отримано розподіл напружень у з’єднувальному перерізі. Результати досліджень показали, що для компонент напружень S11, S22, S12 та S13 має місце сингулярність напружень на нижній та верхній границях балки. Чим вище граничні значення твердості сполучних матеріалів, тим менше значення напружень розриву в склеюваних і сполучних матеріалах на границях. Отримані результати свідчать, що в нерозрізних балках, з’єднаних внапуск, складові нормальних S11, S33 і дотичних S13 напружень є домінуючими серед складових полів напружень, при цьому напруження S11 є найвищим, а S33 - найнебезпечнішим, оскільки зв’язане з напруженням відриву. Результати чисельних досліджень проілюстрували, що коефіцієнти концентрації напружень варіюються як для різних компонент напружень, так і для різних сполучних матеріалів, проте вони практично однакові для двох кінців з’єднувального перерізу.
Ключові слова: балка, поєднана внапуск, розподіл напружень, скінченноелементний аналіз, адгезійних, сингулярність напружень.

 

Г. ВАСУДЕВАН, С. КОТХАНДАРАМАН, “Дослідження здатності залізобетонних балок, армованих зовнішніми несучими стрижнями, за допомогою методу скінченних елементів” (англ. мов.), Проблеми міцності, № 6, 136-149 (2014).Скачати PDF
Одним з економічно ефективних і простих способів підвищення міцності при згині є закріплення балки за допомогою зовнішніх стрижнів на рівні її нижньої поверхні. Обговорюються моделювання методом скінченних елементів і нелінійний аналіз залізобетонних балок із додатковими арматурними стрижнями, виконані на базі програмного комплексу ANSYS 12.0. Моделювання методом скінченних елементів залізобетонних балок проводилось на основі дискретного моделювання армування. Отримані дані порівнювались із результатами експериментальних досліджень 20 зразків балки при чотириточковому згині. Для моделювання балки методом скінченних елементів використовувались елементи SOLID65, SOLID45 та LINK8. Наявність пружних елементів COMBIN39 дозволила змоделювати контакт тертя між нижньою поверхнею балки і зовнішніми стрижнями. Результати досліджень зігнутої форми балки, зміни деформації по її довжині і глибині та поширення тріщини на різних стадіях навантаження представлено у вигляді широкодіапазонного графічного дисплея за допомогою командного файла з використанням комплексу параметричного проектування ANSYS.
Ключові слова: зовнішні стрижні, програмний комплекс ANSYS, елемент Combin39.

 

Р. В. РАЧКЕВИЧ, “Плоский згин бурильної колони при її стиску в горизонтальному стволі свердловини”, Проблеми міцності, № 6, 150-155 (2014).Скачати PDF
Розглянуто напружено-деформований стан бурильної колони при її стиску в горизонтальному стовбурі свердловини. Отримано функцію пружної осі бурильної колони у вигляді хвилеподібної кривої, що дозволяє вдосконалити аналітичні моделі оцінки зменшення осьової сили в залежності від форми пружної осі бурильної колони, визначення сили притиснення її до стінок свердловини і розрахунку нормальних напружень у поперечному перерізі бурильних труб.
Ключові слова: бурильна колона, напружено-деформований стан, пружна вісь, хвилеподібна форма, горизонтальна ділянка свердловини.

 

А. В. БОГОМОЛОВ, “Усунення погрішностей у визначенні зсувних характеристик полімерних волокнистих матеріалів” (рос. мов.), Проблеми міцності, № 6, 136-149 (2014).Скачати PDF
Указано способи усунення похибок у деяких сучасних стандартах, що використовуються при визначенні характеристик полімерних волокнистих композиційних матеріалів, випробуваних на зсув.
Ключові слова: чистий зсув, адгезія, зсувна деформація, ортотропний матеріал, анізотропія.