2015 № 1

Проблемы прочности. - 2015. - № 1.

ЛІ Ж., ЖИА Я., ШЕИ Н., Ю Ж., ЖАНГ В.

Вплив режимів шліфування титанового сплаву ТС4 на залишкові напруги в його приповерхневих шарах (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 8-18. Скачати

Досліджено здатність до шліфування титанових сплавів, які відносяться до класу важкооброблюваних матеріалів, в умовах швидкісного циліндричного шліфування з використанням шліфувального круга з кубічного нітриду бору. Дослідження присвячене вивченню залишкових напружень в його приповерхневих шарах, включаючи побудову емпіричної моделі, ортогональні експерименти з використанням шліфувального круга з кубічного нітриду бору при швидкостях 45 ... 150 м/с, а також прогнозування за методом зворотного поширення помилки в нейронної мережі. Порівнюються результати вимірювань залишкових поверхневих напружень, що отримані в експерименті і при модельних дослідженнях п'яти комбінацій режимів шліфування. Очевидно, що емпірична модель придатна для окремих випадків обробки титанового сплаву Ti-6Al-4V (TC4) при розглянутих режимах шліфування. У деяких випадках результати розрахунків з використанням емпіричної моделі істотно відрізняються від даних натурних вимірювань. Нейронна мережа з зворотним поширенням помилки має функцію комплексного нелінійного відображення і адаптивного навчання. Мережа дозволяє досить точно прогнозувати залежність між залишковими поверхневими напруженнями і трьома основними режимами шліфування. Перевірено точність методу, що створює основи для його практичного застосування.
Ключові слова: титановий сплав, високошвидкісне кругле шліфування, залишкові напруги в приповерхневих шарах, нейронна мережа BP, емпірична модель.

ГУО Н., ЯНГ Ж., ВАНГ М., ЮАН Кс., ФЕНГ Ж.

Мікроструктура і механічні властивості різнорідного ферритно-аустенітного сталевого шва, отриманого підводного зварюванням "мокрим" способом (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 19-25. Скачати

Суднобудівна сталь ЕН40 піддавалася до дугового зварювання металевим (аустенітним) електродом "мокрим" способом під водою на глибині 7 м у відкритому морі. Мікроструктуру і механічні властивості шва оцінювали за результатами вимірювання мікротвердості, випробувань на згин і розтягнення за допомогою оптичної та скануючої електронної мікроскопії, енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії. Найбільш високу мікротвердість реєстрували в крупнозернинній зоні термічного впливу основного металу, який мав змішану бейнит-мартенситну мікроструктуру, тоді як шви придбали закінчену стовпчату дендритну структуру. Зразки демонстрували вищі границі міцності і видовгу при випробуваннях на розтяг в поздовжньому напрямку, ніж в поперечному. Крім того, зразки витримали випробування на зигин з розтяганням зовнішньої сторони шва, але показали незадовільні результати при розтягуванні його зворотного боку. Водневе мікророзтріскування, що спостерігається в рейковому мартенситном шарі на кордоні плавлення, стало зоною зародження руйнування при випробуваннях на зигин і розтягнення в поперечному напрямку.
Ключові слова: суднобудівна сталь EH40, підводне зварювання, аустенітний, мартенситний шар, водневе мікророзтріскування.

ЮСУФ О. Т., ГАНГ Ж., ВЕЙ В., ОНУ С. О.

Моделювання на основі тривимірного NURBS і ізогеометричного аналізу прямозубої циліндричної зубчастої передачі (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 26-36. Скачати

Даний підхід дозволяє моделювати конструкцію зубчастої передачі з високоточними параметрами геометрії профілю для достовірного прогнозування допускного навантаження і напруженого стану, що вимагає постійних досліджень, оскільки вид руйнування зубчастої передачі в значній мірі залежить від способу завдання її профілю. Скінченноелементний аналіз - добре відомий ефективний обчислювальний метод, який багато авторів використовували для оцінки міцності зубів зубчастого колеса в умовах незалежних відмов зубчастих передач. Відомо також, що метод не тільки трудомісткий, але і часто дорогий, використовує наближену геометрію, що дає в результаті неточну мережу. Міцність зубів і режими деформування розраховані з використанням просторової моделі зубчастої передачі на підставі тривимірних неоднорідних раціональних сплайнів Безьє (NURBS) в умовах навантаження і досліджені за допомогою ізогеометричного аналізу для виконання моделювання. Результати, отримані моделюванням на основі ізогеометричного аналізу, порівнювали з відповідними значеннями, розрахованими за класичним методом за допомогою рівняння Льюїса і скінченноелементного аналізу з використанням програмного продукту АNSYS. Результати добре узгоджуються між собою і підтверджують, що модель на підставі ізогеометричного аналізу більш точна, ніж скінченноелементна модель. Дослідження показало, що ізогеометричний аналіз має практичне застосування, будучи альтернативним засобом використання високоточної геометрії просторових моделей для оцінки поведінки зубчастих передач під навантаженням і модифікації розрахунків їх міцності.
Ключові слова: тривимірна модель, вуглецева сталь, циліндричне зубчасте колесо, профіль зубчастого колеса, тривимірні неоднорідні раціональні сплайни NURBS, метод скінченних елементів, ізогеометричний аналіз.

ЖАО Ю. К., МАО Ж. X., ЛІУ Ф. Ф., МА Ж. X.

Експерименти і моделювання процесу прошивки Маннесмана у виробництві бурової стали (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 37-49. Скачати

Сталеві бурові штанги використовуються в гірничій промисловості для буріння вибухових свердловин в породі, для них висока якість металевої поверхні і точні геометричні параметри є неодмінною умовою. Бурова сталь - особливий матеріал, розроблений спеціально для бурових штанг. Для оцінки мікроструктури і стійкості розмірів бурової стали був використаний метод скінченних елементів для жорсткопластичного аналізу прошивки Маннесмана у виробництві бурової стали. Тривимірні скінченноелементні моделі термосилової взаємодії розробляли на комп'ютері, використовуючи різні положення оправки.
Детально проаналізовано деформування металу в процесі прошивки. Змодельовано напружено-деформований стан металу перед оправкой з метою отримання характеристик формування штанг в процесі прошивки Маннесмана. Вплив положення оправки на зусилля і швидкість деформації також вивчали шляхом моделювання. Результати показують, що стійкість розмірів порожніх бурових штанг може бути підвищена за рахунок поступального руху оправки.
Ключові слова: бурові стали, гаряча прокатка, положення оправки, прошивка Маннесмана, жорсткий кінцевий елемент із пластику.

ЖАНГ Л., ЖАНГ Ж. Ф., ВАНГ Ж. К., ЖОУ Л. М.

Механічні властивості композиційних матеріалів GF/рСВТ і їх зварених плавленням з'єднань: вплив технологічних параметрів (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 50-56. Скачати

Висока в'язкість плавлення термопластичних композиційних матеріалів не дозволяє використовувати значні об'ємні часткові концентрації армуючих наповнювачів. Ця проблема може бути вирішена шляхом in-situ полімеризації ціклобутілентерефталатной смоли з надзвичайно низькою в'язкістю. Було виготовлено полі(ціклобутілентерефталатні) композиційні матеріали, армовані безперервним скловолокном (СF/рСBТ) з високим його вмістом, вивчені механічні властивості з урахуванням вагової частки каталізатора і ступеня наповнення волокном. Границя міцності композиційних матеріалів при розтягуванні в поздовжньому напрямку зрісла за рахунок збільшення об'ємної частки концентрації волокна. Вивчено вплив об'ємної частки волокна на міцність при згині для композиційних матеріалів з високим ступенем наповнення волокном. Крім того, досліджені механічні властивості і режими руйнування СF/рСBТ зварених плавленням з'єднань з різною кількістю зон зв'язування різної довжини.
Встановлено, що можна отримувати високоміцні композиційні матеріали, придатні для зварених плавленням конструкцій.
Ключові слова: полі (циклічний бутілентерефталат), каталітичне співвідношення, об'ємна частка волокна, сплавне з'єднання, з'єднувальні шари, довжина з'єднання, механічні властивості.

ЛВ Ю. X., ГАЙ Д. Ю., СОНГ Ю. К., МА Кс. К.

Вплив цементації і дрібоструминної обробки на мікроструктуру і поверхневі властивості стали 17-CrNi6-Mo (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 57-67. Скачати

Цементація і дрібоструминна обробка - загальноприйняті методи поверхневої обробки, що використовуються для поліпшення поверхневих властивостей матеріалів. Вчені проводять роботи в напрямку оптимізації їх застосування з метою забезпечення високих механічних властивостей. Однак існує лише кілька докладних досліджень, присвячених до їх застосуванню. Комбінацію цементації і дрібоструминної обробки використовують для поверхневої обробки стали
17-СгNi6-Мо. Після обробки проводили детальний аналіз поверхні матеріалу з використанням оптичної і скануючої електронної мікроскопії, вимірювань її мікротвердості і шорсткості, а також залишкових напружень за допомогою рентгенографії. Результати показують, що дрібоструминна обробка може додатково поліпшити мікроструктуру і поверхневі властивості навуглероженних зразків, оскільки вона викликає фазове перетворення навуглероженного шару. Виконано моделювання кривої варіації фазового складу з одночасною зміною змісту вуглецю, а також кривої перетворення при безперервному охолодженні зразка. Отримані результати використовуються для встановлення ефекту впливу цементації на мікроструктуру поверхні стали 17-СгNi6-Мо.
Ключові слова: дрібоструминна обробка, цементація, мікроструктура, мікротвердість, залишкова напруга, дифракція рентгенівських променів.

ГУО Ж. Т., ЛІ С. Ф., ФЕНГ Л.

Розподіл контактних тисків між поворотною опорою і підкрановими шляхами для кранів надвисокої продуктивності (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 68-73. Скачати

Поворотна опора - ключова конструкція, що забезпечує обертання повноповоротного крана надвисокої продуктивності. Конструкція поворотної опори на контактних санчатах тертя ковзання відкриває нові можливості, проте цілий ряд технічних проблем все ще потребує вирішення, в тому числі рівновагу між поворотною опорою і підкрановими шляхами. Виконано розрахунок розподілу контактних тисків для трьох моделей поворотної опори і чотирьох типових випадків навантаження. Аналіз контактних тисків заснований на методі скінченних елементів, побудовані криві розподілу окружних контактних тисків. Вивчено вплив конструкції поворотної опори на контактні тиски, запропонована оптимальна конструкція, що забезпечує рівномірний розподіл контактного тиску.
Ключові слова: повноповоротний кран, поворотна опора, тертя ковзання, контактний тиск.

КАО Д. Ф., ЛІУ Л. С., ЛІУ К. В., ЛІ С. Кс.

Стисливість композиційних матеріалів з алюмінієвої матрицею, зміцнених частинками SiC, в умовах повторного ударного навантаження (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 74-81. Скачати

В умовах повторного ударного навантаження композиційні матеріали з алюмінієвої матрицею, зміцнені частками SiC (SiСр/Аl), відчувають дію високих пластичних деформацій, що може призводити до локальних змін їх мікроструктури. Зміни мікроструктури істотно впливають на динамічну поведінку композиційних матеріалів SiСр/Аl при подальшому ударному навантаженні. Їх мікроструктура проаналізована з використанням скануючої електронної мікроскопії. Динамічну стисливість композиційних матеріалів вивчали за допомогою розрізного стрижня Гопкинсона, була побудована залежність деформації від динамічної стискової напруги для кожного ударного впливу. Результати мікроскопічного дослідження показали, що підвищення тривалості циклу ударної дії призводить до збільшення розтріскування частинок і розшарування на поверхні контакту. Результати аналізу за допомогою стрижня Гопкинсона виявили, що границя текучості і напруга пластичної течії значно зростають для перших трьох циклів, а потім залишаються постійними. Поведінка матеріалу протягом перших трьох циклів може бути пояснено деформаційних зміцненням матриці металу, тоді як його стабільність на наступних циклах є результатом спільного впливу деформаційного зміцнення матриці металу і накопичення пошкоджень в композиційному матеріалі.
Ключові слова: багаторазове ударне навантаження, SiCp/Al композити, мікроструктура, накопичення ушкоджень, деформаційне зміцнення.

ЯО Кс., ЖЕНГ Ч.

Вібраційний аналіз при спільних трясці і хитанні лопатки, що обертається, з шаруватого композиційного матеріалу (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 82-87. Скачати

Для дослідження вібраційних характеристик лопатки, що обертається, з шаруватого композиційного матеріалу ефект ротаційного знеміцнювання, розрахований методом скінченних елементів, в поєднанні з ефектом попереднього напруження були використані для аналізу тряски, гойдання, крутіння і комбінованих коливань. Була виведена математична формула. Дослідження показує, що відцентрова сила впливає на відмінності в частоті коливань. Завдяки своїй структурі і меншої щільності шаруватий композиційний матеріал дозволяє зменшити вплив ротаційного знеміцнювання на першу частоту коливання. При зміні швидкості обертання ротаційне знеміцнювання лопатки може призводити до спільних трясці і хитанню на першій частоті. При спільних коливаннях хитання присутній в моді тряски, а тряска - в моді гойдання, що є причиною серйозних пошкоджень лопатки. Результати підтверджують складність динамічних характеристик лопатки, що обертається, з шаруватого композиційного матеріалу. Цей метод також дає хороші результати при динамічному проектуванні таких лопаток.
Ключові слова: композитна лопатка, пом'якшення обертання, попереднє напруження, коливання, пов'язана вібрація.

ЧЕН В. Ж., ЧЕН X., ВУ Б. Кс.

Механічні властивості зварних швів алюмінієвих сплавів, отриманих ротаційним зварюванням тертям (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 83-93. Скачати

Досліджено механічні властивості, міжкристалева корозія і хімічний склад зварного шва, отриманого ротаційним зварюванням тертям, алюмінієвого сплаву 6061Т651. Результати показують, що зварений шов рівномірний, має гладку поверхню. Відсутні деформація і такі дефекти, як тріщини або газонасичена пористість. Середній граница міцності при розтягуванні для зварних з'єднань становить 73% такого для основного матеріалу, тоді як границя текучості і подовження - лише 54 і 43% відповідно для основного матеріалу. Після міжкристалевої корозії мікротвердість явно змінюється, і корозійна стійкість нижче біля основи зони ядра зварної точки. У зоні ядра зварної точки і на поверхні не спостерігається зміни мікротвердості, хоча зміна мікротвердості явно виражене, і корозійна стійкість нижче в зонах термомеханічного і термічного впливу.
Ключові слова: 6061T651 Al-сплав, зварене з'єднання, механічні властивості, міжкристалева корозія.

ЛІ X., ДАЙ К. Л., ШИ К. Ю.

Експериментальне дослідження неоднорідності механічних властивостей швів, отриманих ротаційним зварюванням тертям, методом кореляції цифрового зображення (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 94-100. Скачати

Неоднорідність механічних властивостей стикових швів алюмінієвого сплаву 6082, отриманих ротаційним зварюванням тертям, аналізували методом кореляції цифрового зображення. Метод забезпечує отримання поточних даних всебічного розподілу деформацій по поверхнях шва. На підставі цих даних виконана візуалізація зображень поля деформацій і побудована залежність локальної деформації від напруги для подзон шва. Неоднорідність оцінювали шляхом визначення концентрації деформацій на зображеннях поля деформацій і порівняння параметрів стану подзон шва. Крім того, шляхом порівняння цих параметрів для різних поверхонь шва проаналізовано можливий вплив взаємного напружжування матеріалів подзон на рівень неоднорідності.
Ключові слова: зварювання тертям з перемішуванням, неоднорідність, кореляція цифрового зображення.

ВАНГ Ж. X., ЛІ Г., ЛІУ Ж. Ф., ЖАО Ю. С., ЧЕНГ Ж. Ж., ЛІУ Ж. Ю., ЛІ Ю.

Дослідження статичних і динамічних характеристик електроерозійного верстата на основі програмного комплексу ANSYS (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 101-108. Скачати

Встановлено, що точність і стабільність обробки залежать від статичних і динамічних характеристик електроерозійного верстата як основного верстатного модуля. Для електроерозійного верстата певного типу за допомогою програмного комплексу SolidWorks була побудована тривимірна модель, а для аналізу його статичних і динамічних характеристик використовували метод скінченних елементів в комбінації з програмним комплексом АNSYS. Результати показують, що жорсткість повзуна і вертикальним спрямівником (вісь Z) в напрямках У і Z - слабка сторона верстата. Доведено, що аналітичний метод є ефективним засобом оптимізації його конструкції.
Ключові слова: EDM-машина, геометрична модель, скінченноелементна модель, статичний і динамічний аналіз.

ЖАНГ Р. X., ВАНГ Ж. X., ШИ Ж. П., ВАНГ Б., ФУ В. Т.

Динамічна і післядеформаційна рекристаллизация нержавіючої сталі 316LN ядерного класу (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 109-115. Скачати

Нержавіюча сталь 316LN ядерного класу піддавалася одно- і дворазового стиску при 1173...1473 К і швидкості деформації 0,01...10 с-1. Динамічна і післядеформаційна рекристаллизация вивчалася за допомогою аналізу залежності деформації від напруги і розвитку мікроструктури. Були виведені рівняння теплової деформації та кількісні залежності між критичними напругами ініціювання динамічної рекристалізації і параметром Зенера-Холломона Z, а також між розміром зерна D при динамічної рекристалізації і Z. Динамічна рекристалізація розвивалася за звичайним механізмом при низьких значеннях Z і за механізмом "намиста" при високих значеннях Z, при критичному значенні Z приблизно 3,6∙10¹⁶. При 1273...1473 К знеміцнення нержавіючої сталі 316LN після деформування описується рівнянням Аврамі, де параметр Аврамі n не проявляє вираженої температурної залежності, а його середнє значення і енергія активації Q_rex становлять 0,68 і 129 кДж/моль відповідно.
Ключові слова: нержавіюча сталь 316LN, гаряча деформація, динамічна рекристалізація (DRX), післядеформаційна рекристалізація.

КСУ Ф., Ю В., Ю М., ЛіУ В., ШУ Г.

Вплив довготривалого старіння на зростання тріщин в матеріалі корпусу головного циркуляційного насоса (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 116-123. Скачати

Випробування на опір росту втомних тріщин в матеріалі корпусу головного циркуляційного насоса при кімнатній температурі були проведені з метою вивчення впливу довготривалого старіння при 400 ° С. Встановлено, що швидкість росту тріщин зростає в міру збільшення часу старіння. Однак при однакових коефіцієнтах асиметрії R отримані близькі значення ΔK_th для вихідного і зістаренного матеріалу. Встановлено, що при кімнатній температурі ΔK_th знижується зі збільшенням R. Для опису швидкості росту втомних тріщин на лінійній ділянці кривої (рівняння Паріса) для всіх значень коефіцієнта асиметрії запропоновано рівняння, що враховує вплив величин K_max і ΔK. Характер втомного руйнування поблизу області зародження тріщин відповідає квазікрихкого зламу зразків, які зазнали термічного старіння.
Ключові слова: зростання тріщин, термічне старіння, корпус основного насоса, реактор AP1000.

ЛІН Ю. Л., ЛІ Кс. Кс., ЖАНГ Ж.

Залишкові деформації фільтрувальних матеріалів, зміцнених сітчастими включеннями, в умовах циклічного навантаження насоса (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 124-130. Скачати

Технологія армування широко використовується для зміцнення фільтруючих дамб в зонах високої сейсмічності. Оцінено вплив армування на їх деформування і надійність, що є однією з основних проблем, що розглядаються при розробці фільтрувальних матеріалів. Виконано експериментальні дослідження з оцінки залишкових деформацій зміцнених фільтрувальних матеріалів з використанням тривісного пристрою. Проаналізовано вплив розміру осередків армуючої сітки, що обмежують тисків і режимів циклічного навантаження на залишкові деформації. Результати показують, що армування зменшує залишкову деформацію фільтрувальних матеріалів. Визначено залишкові зсувні і об'ємні деформації. На підставі результатів випробувань запропонований один з можливих механізмів впливу зміцнення на залишкові деформації.
Ключові слова: залишкова деформація, зміцнений фільтруючий матеріал, тривісне випробування, циклічне навантаження.

ЯНГ Б., МА Б. К., ЖАО Ю. Кс., КСІАО С. Н.

Зростання коротких втомних тріщин при різних міжремонтних циклах для стали LZ50 (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 131-140. Скачати

На підставі середньої втомної довговічності зразків осьової стали LZ50, що не піддавалися поверхневої обкатці роликами, були визначені п'ять модельних міжремонтних циклів. Відповідно п'ять груп зразків були обточені і обкатані роликами при вищевказаних міжремонтних циклах і піддані випробуванню на втому за методом реплік. Результати показують, що швидкість росту тріщин набагато нижче такої до обкатки роликами при заданому переважному розмірі коротких тріщин. Ефективна щільність коротких тріщин для всіх зразків значно зменшується після обробки. Однак якщо поверхневу обробку вчасно не виконують, найбільша ефективна щільність коротких тріщин для п'яти досліджуваних груп зразків безперервно зростає, тоді як середня втомна довговічність поступово знижується. Приведена функція, яка описувала ефект міжремонтних циклів, для уточнення запропонованої раніше моделі зростання коротких тріщин. Уточнена модель може враховувати істотний вплив міжремонтного циклу на зростання коротких тріщин і прогнозувати характер їх росту при різних міжремонтних циклах на підставі отриманих результатів випробувань осьової стали LZ50.
Ключові слова: втома, коротка тріщина, вісь, обслуговування, модель швидкості росту.

ЧЕН Д. Ч., Ю С. С.

Критерій руйнування для випробування на розтяг алюмінієвого сплаву 7075 (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 141-147. Скачати

Справжні значення деформації при напрузі були отримані при випробуваннях на розтяг зразків алюмінієвого сплаву 7075 і на підставі скінченноелементного аналізу. Результати показали, що використання різних критеріїв в'язкого руйнування призводить до різної точності аналізу. Проаналізовано фактори, що впливають на в'язке руйнування, а саме: ефективна напруга, ефективна деформація, пошкодження. Максимальний рівень пошкодження спостерігається в центрі, досягаючи значення 0,454. Руйнування наступало через 12,9 с в точці Р1. У точці Р3 руйнування не виявлялося. Видно, що максимальне пошкодження має місце в зоні руйнування (точка Р1). Скінченноелементний аналіз стосовно до критеріїв руйнування алюмінієвого сплаву А7075 може використовуватися для кування, волочіння і штампування матеріалів.
Ключові слова: алюмінієвий сплав 7075, ступінь пошкодження, випробування на розтяг.

ЖАНГ Л., ШАНГ X. Ч., ЖАО Ж. К., ЖАНГ Д. Ф.

Оцінка динамічних характеристик кришок і піддонів картера зі сплаву AZ91D (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 148-156. Скачати

Динамічні випробування проводили на картерних кришках і піддонах аналогічної конструкції, виготовлених з магнієвого AZ91D і алюмінієвого А380 сплавів. Оцінений ефект від застосування магнієвого сплаву AZ91D для контролю реальної вібрації і шуму на підставі характеру інтегральної частотної функції відгуку, отриманої за результатами вимірювання поверхневої вібрації картерной кришки в робочому режимі. Результати показують, що картерні кришки і піддони, виготовлені з магнієвого AZ91D і алюмінієвого А380 сплавів, з однаковими геометричними параметрами мають аналогічні нормальні характеристики. Обидва матеріали взаємозамінні. Однак картерна кришка і піддон зі сплаву AZ91D мають низьку жорсткістю. Досягти нормального технічного рівня вібрації і шуму в реальної конструкції також важко, оскільки сплав AZ91D має високу демпфувальну здатність . При однаковому збудженні і частотній характеристиці конструкції з різними параметрами аналіз вимірювання тимчасової області показує, що методи збільшення жорсткості картерного піддону, наприклад вмонтування головного сталевого підшипника ковзання, сприяють поліпшенню динамічних характеристик картерного піддону зі сплаву AZ91D.
Ключові слова: магнієвий сплав, демпфувальна здатність, експериментальний модальний аналіз, корпус картера, кришка картера.

ВЕН X., ЯНГ Ф., ЛВ В. К., ЧЕН Ю. Кс., ВАНГ К. В.

Скінченноелементний аналіз температурного поля аварійного гальма і вивчення його теплових властивостей (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 157-163. Скачати

Для моделювання типових умов експлуатації аварійного гальма проаналізована теоретична теплова енергія одного аварійного гальмування. Виведено формулу максимальної температури контактної точки на підставі теорії теплопровідності тертя при гальмуванні. Скінченноелементна модель температурного поля дискового гальма була побудована з використанням програмного пакету ANSYS / LS-DYNA. Проаналізовано вплив запасу міцності гальма і різних теплових властивостей на температурне поле. Результати показали, що розподіл температур в парах тертя гальма з чавуну з кулястим графітом більш рівномірно, ніж в парах тертя сталевого гальма. Отримані результати і виконаний аналіз дозволяють дати деякі рекомендації щодо конструкції і застосування аварійного гальма.
Ключові слова: дискові гальма, температурне поле, теорія теплопровідності, скінченний елемент, теплові властивості.

ГУО Ч. X., ЖАН Ж. Ж., ЖАНГ Д. Д.

Вплив різних методів виготовлення на механічні властивості композиційних матеріалів з мідною матрицею, зміцнених вуглецевими нанотрубками властивостей (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 164-171. Скачати

Виконано експерименти по оцінці рівномірності розподілу вуглецевих нанотрубок в мідній матриці з використанням різних методів подрібнення в кульовому млині. Проаналізовано вплив різних методів виготовлення композиційних матеріалів з мідною матрицею, зміцнених вуглецевими нанотрубками, на їх електропровідність і механічні властивості. Високоякісні композиційні матеріали (містять 1 об.% вуглецевих нанотрубок), що виготовляються найбільш ефективним способом, який отримав назву "розмелювання в кульовому млині для додання пластинчастої структури", набувають гарну міцність зчеплення на поверхні контакту не тільки при рівномірному розподілі вуглецевих нанотрубок в мідній матриці, але і при максимальній цілісності їх морфології і структури. Границя міцності при розтягуванні зростає на 30% при подовженні 26% і електропровідності 85% за стандартом IACS в порівнянні із заготівлею з чистої міді, виготовленої з тих же пластинчастих порошків.
Ключові слова: композити на основі вуглецевої нанотрубки з мідною матрицею (CNT / Cu), подрібнення в пластинчастому кулі, подрібнення в високоенергетичних кульках, подрібнення в кульках, технологія спікання іскрою.

ТАНГ Ч., ЛІУ Ж., ЖОУ Д., ВУ Ш.

Поверхнева обробка при процесі зв'язування холодним прокатуванням для алюмінієвого сплаву і маловуглецевої стали (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 172-178. Скачати

Процес зв'язування холодним прокатуванням для шаруватого металевого композиційного матеріалу складається з трьох етапів: поверхнева обробка, зв'язування холодним прокатуванням і термообробка. Попередня обробка поверхні є неодмінною умовою отримання металевого композиційного матеріалу з високою міцністю зчеплення. Вивчено вплив стану поверхні сталевої пластини на міцність зчеплення з урахуванням механізму зв'язування шаруватого металевого композиційного матеріалу холодним прокатуванням. Встановлено, що шліфувальний диск забезпечує кращу обробку поверхні, ніж дротяна щітка, для створення високої міцності зчеплення. У певному діапазоні при великій шорсткості поверхні міцність зчеплення краще. Порівняння різних рельєфів поверхні після шліфування, а саме: поздовжній, поперечний і 45-градусний по відношенню до напрямку прокатки, показує, що поздовжній рельєф поверхні сприяє підвищенню міцності зчеплення.
Ключові слова: холодне прокатування, обробка поверхні, міцність з'єднання, топографія поверхні, текстура поверхні, шорсткість поверхні.

ТАН Ж. X., ЛІУ Л. С., СУН Ю. С., ЧО С.

Поведінка індентованої квадратної трубки в умовах ударного навантаження (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 179-186. Скачати

Динамічне викривлення квадратної трубки з V-подібним відбитком в умовах ударного навантаження досліджено експериментальними і чисельними методами. Режими сплющюванНЯ квадратних трубок з різним розташуванням точок індентування реалізовували експериментально. Виконано чисельні розрахунки кожного випадку експериментального навантаження з метою аналізу впливу розташування точки індентування на руйнівне зусилля і енергію поглинання квадратної трубки. Чисельні результати добре узгоджуються з експериментом. Встановлено, що розташування точки індентування значно впливає на руйнівне зусилля і енергію поглинання. У порівнянні з неіндентованой трубкою максимальне зусилля, що діє на індентовану трубку, явно зменшується. Процес сплющювання трубки включає два етапи викривлення. Перший починається з індентування "вперед" або "назад" щодо кінця до тих пір, поки не відбувається ущільнення складок, другий здійснюється "назад" або "вперед", що створює в результаті друге максимальне зусилля.
Ключові слова: квадратна труба, сплющювання, режим стиснення, руйнівне зусилля, поглинання енергії.

ЧЕН Ю. Кс., ЯНГ Ч. Д., ВАНГ Кс. Ж., ЧЕН С. Б.

Оцінка якості швів, отриманих двостороннім дуговим зварюванням з двома джерелами живлення, на високоміцної низьколегованої сталі (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 187-193. Скачати

Високоміцна низколегована сталь товщиною 50 мм добре з'єднується з допомогою двостороннього дугового зварювання металевим електродом в середовищі активного захисного газу при наявності двох джерел живлення, яка не вимагає попереднього і подальшого нагрівання, а також вирубки кореня шва. Досліджено механічні властивості зварного шва і основного металу. Результати випробування на розтягнення показують, що міцність зварного шва становить приблизно 862,73 МПа, а середнє подовження - 20,74%. Твердість основного металу і зони шва становить відповідно 299 і 361 НV. Максимальна твердість (395 НV) спостерігається в зоні термічного впливу. Середня жорсткість лицьового боку і кореня шва в центрі становить 75 і 71 Дж відповідно.
Ключові слова: високоміцна низьколегована сталь, двостороння дугова зварка, багатошарова зварка, механічні властивості.

ЛІУ Ю., ЖОУ X., ЯНГ Ч. Ю., ЧЕНГ Ж. Ю.

Опір термічної втоми біонного чавуну з компактним графітом, оброблюваного за допомогою дворазового лазерного процесу в воді (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 194-201. Скачати

Для підвищення опору термічної втоми біонного чавуну з компактним графітом, оброблюваному у воді, біонні елементи піддавали дворазовому обробленню лазером для формування нерівній біонної поверхні, що імітує переміжаючюся м'яку і жорстку структуру рослинного листа, який може протистояти поривчастому вітрі. Результати показують, що при використанні цього методу без зміни фазового складу біонного елемента аустенитно-мартенситне перетворення є більш завершеним, і вміст залишкового аустеніту зменшується, крім того, мікроструктура стає більш грубою, а мікротвердість незначно знижується. Обробка за допомогою дворазового лазерного процесу в воді може істотно підвищувати опір термічній втомі біонного чавуну з компактним графітом, зменшуючи кількість тріщин в біонних елементах, оскільки кількість поперечних тріщин на поверхні останніх є вирішальним фактором, який впливає на опір росту термічних тріщин.
Ключові слова: дворазовий лазерний процес, термічна втома, біонний, вода, чавун з компактним графітом.

ЛІ Ж. Ю., КІМ К. X., КІМ С. В., ЧОЙ X.

Втрата міцності зчеплення армованих і попередньо напружених бетонних елементів при знакозмінних циклічних навантаженнях (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 202-211. Скачати

Міцність зчеплення в бетонних елементах при знакозмінних циклічних навантаженнях істотно відрізняється від такої при монотонних навантаженнях. Знакозмінні навантаження викликають поступову втрату міцності зчеплення, що може призводити до руйнування при рівнях циклічних напружень нижче, ніж максимальне напруження при монотонних навантаженнях. Структурні зміни в бетонних елементах при переважаючих знакозмінних навантаженнях свідчать про різке зниження енергії дисипації в зоні гістерезису за рахунок вираженого пинч-ефекту. Запропоновано метод прогнозування структурних змін в бетонних елементах при втраті міцності зчеплення в результаті пластичної деформації згину. У методі враховують втрату міцності зчеплення внаслідок руйнування бетону на стадії течення. Відповідно до запропонованого методу, для перевірки зміни міцності зчеплення прогнозовані результати порівнювали з експериментальними даними для бетонних елементів при знакозмінних циклічних навантаженнях, що приводяться в літературі. В результаті отримано їх задовільне узгодження.
Ключові слова: знакозмінне циклічне навантаження, міцність на згин, міцність на зсув, втрата міцності, бетонні конструкції.

ХЕР Ш. Ч., СУ В. Б.

Опір багатошарових композитних структур поширенню міжфазних тріщин (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 212-217. Скачати

У виробничих умовах поверхні розділу у багатошарових комбінованих структурах виявляють схильність до розшарування в результаті комбінації діючого розтягуючого зусилля і зусилля зсуву. Моделюється балка з чотиришарового комбінованого матеріалу з центральною тріщиною при чотирьохточковому згині з метою визначення енергії руйнування на поверхні розділу багатошарової структури. Тріщина розвивається уздовж поверхні контакту між другим і третім шарами. Величину енергії деформації балки, отриману на підставі теорії Ейлера-Бернуллі, розраховували до і після поширення тріщини по поверхні розділу, що дозволило визначати швидкості виділення енергії деформації. Результати аналізу цих швидкостей оцінювали за допомогою численних даних, отриманих методом скінченних елементів. Вплив товщини шару комбінованого матеріалу балки на в'язкість руйнування по поверхні контакту вивчали при параметричному дослідженні.
Ключові слова: в'язкість межфазного руйнування, багатошарова структура, швидкість виділення енергії деформації.

БІ Ж. В., ХУАНГ В. Ф., КСІАО Г. Кс.

Моделювання механічних характеристик грануляту, випробуваного в умовах двовісного навантаження (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 218-223. Скачати

Виконано чисельне моделювання механічних характеристик грануляту, випробуваного в умовах двовісного навантаження. Аналізуються залежність деформації від напруги, об'ємна деформація, координаційне число і область пластичного зсуву. Результати показують, що з ростом координаційного числа і об'ємної деформації розширюється область пластичного зсуву. Зі збільшенням деформації область пластичного зсуву поступово зміщується до центру. Крім того, обговорено передача зусилля в грануляті.
Ключові слова: зерниста матерія, силовий ланцюжок, моделювання двовісних випробувань, мікромеханіка.

ЖІ С. Ж., Ю X. Ж., ЖАО Ж., ЛІАНГ Ф. С.

Механічні властивості і оброблюваність поліефірефіркетона, зміцненого скловолокном (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 224-230. Скачати

Поліефірефіркетон - новий вид спеціального конструкційного пластика, який завдяки особливій мікроструктурі і механічними властивостями має великі можливості виходу на ринок. Однак в літературі можна знайти не так багато даних, що відносяться до механічних властивостей і оброблюваності поліефірефіркетону, особливо в понад точної області. Вперше проведено дослідження оброблюваності і механічних властивостей на мікроскопічному рівні поліефірефіркетону, зміцненого скловолокном, який є типовим похідним чистого поліефірефіркетону. Виконано наноіндентування з метою аналізу механічних властивостей матеріалу на мікроскопічному рівні. Оброблюваність матеріалу вивчали за допомогою однокрапкового алмазного обточування по його поверхні, при випробуванні отримано значення шорсткості і точності форми обробленої поверхні. Експериментальні результати свідчать про хороші механічні властивості і оброблюваності поліефірефіркетону, зміцненого скловолокном.
Ключові слова: армований скловолокном поліефірефіркетон, мікромеханічні властивості, наноіндентування, оброблюваність, точкова алмазне токарне оброблення.

ВЕЙ Ю. Ф., ФУ В. Кс., НІЕ Д. Кс.

Нелінійність опору зрушенню на стику породи (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 231-239. Скачати

Стики породи неправильної форми або яка містить порожнечі досліджували на обладнанні для механічних випробувань гірських порід при тривісному стисненні. Ряд осьових руйнівних напружень при різних гірських тисках, які додаються до одного і того ж зразка, отримували на випробувальному обладнанні в безперервному режимі. Відповідні нормальні і дотичні напруження, що діють на площину стику породи, розраховували використовуючи підходи лінійної механіки руйнування. Параметри опору зсуву Мора-Кулона для кожного зразка визначали за допомогою лінійно-регресійного аналізу. Тринадцять зразків були виготовлені з кернів, вирізаних зі створу греблі гідроелектростанції. Розкид точок, графічно представлений для всіх результатів випробувань в області нормальних і дотичних напружень, має виражену нелінійність. Результати показують, що опір зрушенню на стику породи зручніше описувати в нелінійному вигляді. Порівняння і обговорення трьох наближень функції підтвердили, що найбільш придатний для опису опору зрушенню на стиках породи є добре відомий критерій Бартона.
Ключові слова: гірський шарнір, міцність на зсув, механічна випробувальна система, тривісне випробування, функціональна підгонка, критерій Бартона.

БАНГ ХанСур, БАНГ ХиСеон, РО ЧанСеунг, ЖЕОНГ СуОк.

Механічна поведінка зварних з'єднань товстолистової сталі, одержуваних різними способами зварювання (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 1. – С. 240-249. Скачати

Розглянуто вплив способу зварювання (електрогазова і дугова порошковим дротом) на в'язкість руйнування, розкриття вершини тріщини і механічні властивості (границя міцності при розтягуванні, згині, ударна в'язкість і твердість) зварних швів. Значення розкриття вершини тріщини для швів, отриманих дуговим зварюванням, було вище такого для швів, отриманих електрогазовим зварюванням. Зруйнований зварений зразок після випробування за визначенням розкриття вершини тріщини виявляє в'язке руйнування і крихкий злам лицьових поверхонь швів після дугового і електрогазового зварювання відповідно. Механічні властивості зварних зразків після електрогазового зварювання задовольняють відповідним критеріям класифікації. Ці результати свідчать про те, що електрогазове зварювання може ефективно заміняти дугове зварювання що використовується в даний час для високоміцної товстолистової сталі.
Ключові слова: товстостінна сталь, електрогазове, дугове зварювання порошковим дротом, в'язкість руйнування, механічні властивості.