Проблемы прочности. - 2015. - № 6.
ФІРСТОВ С. О., ГОРБАНЬ В. Ф., КАРПЕЦЬ М. В., КРАПИВКА Н. А., ДАНИЛЕНКО М. І., ПЕЧКОВСЬКИЙ Е. П., РОКИЦЬКА О. А.
Структура і механічні властивості квазікристалічної і апроксімантної фаз, отриманих з п'ятикомпонентного сплаву на основі титану (рос. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 5-13. Скачати PDF
Досліджено вплив швидкості охолодження й умов кристалізації розплаву на зміну фазового складу та фізико-механічні властивості сплаву Ti60Cr30Al3Si2(SiO2)5, а також термічної обробки на стабільність і властивості квазікристалічної й апроксимантної фаз. За допомогою методу високотемпературного індентування установлено, що дифузійний механізм пластичної деформації сплаву інтенсивно проявляється за температури 800°С (0,68Тпл).
Ключові слова: п'ятикомпонентний сплав на основі титану, швидкість і умови охолодження сплаву, квазікристалічна, апроксимантна і аморфна фази, механічні властивості.
АЛЬФРЕД ФРАНКЛІН В., КРИСТОФЕР Т.
Оцінка міжшарової в'язкості руйнування аерокосмічних композитних матеріалів методом зважених нев'язок (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 14-22. Скачати PDF
Досліджено міжшарову в’язкість руйнування зразків, що являють собою двоконсольну балку, зі зміцнених волокнами вуглепластикових композитів з урахуванням повороту вершини тріщини. При вимірюванні навантажень, переміщень та довжини тріщин можуть мати місце значні похибки. Для зменшення розкиду даних пропонується використовувати метод зважених нев’язок, що дозволяє мінімізувати вплив похибок при вимірюванні на оцінку критичної енергії руйнування і отримати для кожного зразка своє значення.
Ключові слова: конструкція літака, зразок у вигляді двоконсольної балки, розшарування, вуглепластик з епоксидною смолою, вуглепластики типу PEEK, PES і PEK-C.
ЗАДВОРНИЙ Є. О., КРАВЧУК Л. В., БУЙСЬКИХ К. П., КИСЕЛЕВСЬКА С. Г., ФЕОФЕНТОВ М. М., ЛЕБЕДІН А. Ю.
Аналіз впливу пошкодження матеріалу на напружено-деформований стан лопаток газотурбінних двигунів (рос. мов.) // Проблеми міцності. − 2015. − № 6. − С. 23-30. Скачати PDF
Проаналізовано тепловий і напружено-деформований стан клиновидного зразка, що моделює стан матеріалу кромки лопатки газотурбінного двигуна, у процесі термоциклічного навантаження у газовому потоці. Показано суттєвий вплив механізмів і кінетики деградації властивостей матеріалу поверхневих шарів на напружений стан різних зон клиновидного зразка, характер зародження і ріст тріщин термічної втоми в залежності від рівня пошкодження. Представлено результати дослідження впливу розмірів, локалізації й кінетики роста тріщин термічної втоми на зміну напружено-деформованого стану конструкції (зразка) в цілому.
Ключові слова: жароміцний сплав, деградований поверхневий шар, термовтомна тріщина, термонапружений стан, газотурбінний двигун.
АЙТЕКІН Х., САЇД Г., АКТАШ Д.
Дослідження границіі текучості металів і сплавів з ОЦК-кристалічною решіткою (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 31-37. Скачати PDF
Запропоновано математичний підхід, що дозволяє теоретично прогнозувати залежність границі плинності металів і сплавів з ОЦК-кристалічною граткою від температури і швидкості деформації. При цьому величину границі плинності для довільної швидкості деформації можна розрахувати на основі експериментальних даних, отриманих для різних швидкостей деформації.
Ключові слова: метали і сплави з ОЦК-кристалічною граткою, границя плинності, швидкість деформації, температура.
РОМАЩЕНКО В. А.
Особливості рішення задач теорії пружності в зонах ідеального контакту твердих тіл (рос. мов.) // Проблеми міцності. − 2015. − № 6. − С. 38-48. Скачати PDF
Аналітично досліджено особливості розв’язку задач теорії пружності в околі нормального (під прямим кутом) перетину поверхні ідеального контакту двох пружних середовищ із вільною та нерухомо або ковзно закріпленою поверхнею. Установлено необхідні і достатні умови існування таких особливостей та основні закономірності впливу пружних характеристик контактуючих тіл на їх порядок.
Ключові слова: теорія пружності, плоска задача, ідеальний контакт, сингулярність, особливість, клин.
РОСТАМІЯН Я.
Моделювання і розрахунок характеристик міцності армованого волокнами гібридного нанокомпозиту при розтязі та зигині за методикою Тагучі (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 49-65. Скачати PDF
Оцінено вплив трьох незалежних параметрів (орієнтація волокон, вагова частка наночастинок глинозему і кремнезему) на міцнісні характеристики гібридного нанокомпозиту з епоксидної смоли, армованої вуглепластиковими волокнами, з нанодобавками глинозему і кремнезему при розтязі та згині. Для планування експериментів використовували ортогональний набір згідно з методикою Тагучі. Для оцінки функції відклику було виготовлено і випробувано 16 зразків при запланованих комбінаціях вищевказаних параметрів. Виявлено зворотний ефект впливу вхідних параметрів на відповідні відклики, причому отримані двовимірні графіки показують, що варіювання такими двома параметрами, як орієнтація волокон-частка наночастинок глинозему й орієнтація волокон-частка наночастинок кремнезему, істотно впливає на характеристики міцності при розтязі та згині, в той час як варіювання параметрами частка наночастинок кремнезему - частка наночастинок глинозему не має значного впливу на вищезгадані характеристики. Отримані діаграми напруження - деформація показують, що гібридні нанокомпозити з різною орієнтацією волокон мають більш високі характеристики при розтязі та згині, великі подовження при руйнуванні і менші модулі пружності, ніж композити з епоксидної смоли як без нанодобавок, так і з нанодобавками глинозему або кремнезему.
Ключові слова: вуглепластикові волокна, ламінат, гібрид, механічні властивості, методика Тагучі.
ГІГІНЯК Ф. Ф., БУЛАХ П. О.
Деякі підходи до оцінювання довговічності теплостійких сталей з урахуванням пошкоджуваності металу (рос. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 66-70. Скачати PDF
Експериментально обгрунтовано використання експрес-методу оцінки довговічності теплостійких сталей при циклічному навантаженні в умовах плоского напруженого стану з урахуванням пошкоджуваності металу.
Ключові слова: теплостійка сталь, циклічне навантаження, складний напружений стан, коефіцієнт гомогенності, пошкоджуваність металу.
АЗАДІ М., ВІНТЕР Г., ФАРРАХІ Г. Х., АІХЛЗЕДЕР В.
Порівняльний аналіз ізотермічного і неізотермічного втомних процесів в литому алюмосилікатомагнієвому сплаві (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 71-83. Скачати PDF
Для литого алюмосилікатомагнієвого сплаву А356.0, що широко використовується для виготовлення головок циліндрів дизельних двигунів, виконано порівняльний аналіз втомних процесів при антифазному термомеханічному навантаженні та при малоцикловому навантаженні за кімнатної і підвищеної температур. Проведено ізотермічні і неізотермічні циклічні випробування з контролем деформацій і температури, що моделюють експлуатаційні режими навантаження головок циліндрів. Результати втомних випробувань показують, що пластична деформація збільшується при циклічному напрацюванні з постійною амплітудою механічної деформації до моменту руйнування зразків. При малоцикловому навантаженні сплав характеризується циклічним зміцненням за кімнатної температури й знеміцненням при високих температурах, аналогічна тенденція спостерігається при антифазному термомеханічному навантаженні. Радіальні і поздовжні температурні градієнти при антифазному термомеханічному навантаженні становлять 2 і 3°С відповідно. Порівняння петель гістерезису напруження - деформація показує, що розтягальніі напруження при мінімальних температурах в умовах антифазного термомеханічного навантаження (внаслідок антифазних умов навантаження) були вищими, ніж при малоцикловому навантаженні. При цьому максимальні температури відмічаються при стиску, мінімальні - при розтязі. Циклічна довговічність при антифазному термомеханічному навантаженні внаслідок більш напружених умов експлуатації та змін температури нижча, ніж при малоцикловому навантаженні.
Ключові слова: литий алюмінієвий сплав, ізотермічна і неізотермічна втома, термомеханічна втома, петля гістерезису, циклічне зміцнення і знеміцнення.
ЛАРІН О.О.
Ймовірнісна модель накопичення втомної пошкоджуваності в гумоподібних матеріалах // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 84-94. Скачати PDF
Представлено математичну модель процесу накопичення нелокалізованої втомної пошкоджуваності в гумоподібних матеріалах. Запропоновано співвідношення для визначення констант відповідного рівняння з урахуванням відомих характеристик кривої втоми, зокрема випадкового їх розкиду. Отримано розрахункові співвідношення для визначення ймовірнісних характеристик пошкоджуваності. Розглянуто експериментальні дані щодо визначення реалізації процесу накопичення втоми в гумових зразках, які добре узгоджуються з теоретичними результатами.
Ключові слова: втома, пошкоджуваність, гумоподібні матеріали, еластомір.
БХАСКАРА РАО Л., КАМЕСВАРА РАО Ч.
Аналіз власних частот коливань шарнірно закріпленої кругової пластини з обмеженням по обертанню, ослабленою кругової тріщиною (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 95-107. Скачати PDF
Отримано точний розв’язок для опису коливань шарнірно закріпленої по зовнішньому краю кругової пластини з обмеженням по обертанню, яка послаблена круговою тріщиною. Розраховано частоти шести перших мод коливань пластини для різних значень пружних характеристик шарнірного затиснення, радіуса кругової тріщини та міри послаблення пластини тріщиною. Наявність тріщини моделюється у вигляді фіктивного пружного закріплення пластини по лінії тріщини. Показано, що послаблення пластини тріщиною призводить до зниження власної частоти коливань на 30%. Припускається, що використання результатів точного розв’язку є перспективним при оцінці впливу тріщини на коливання кругової пластини із зовнішнім шарнірним закріпленням і обмеженням по обертанню та верифікації даних, що отримані наближеними числовими методами, включаючи з метод скінченних елементів.
Ключові слова: кругова пластина, частота, обмеження по обертанню, ослаблена пластина.
ДАЄ-СОРХАБІ А. Х., ВАКІЛІ-ТАХАМІ Ф.
Порівняльна оцінка прискорених ефектів циклічної повзучості в стали CD-304L в умовах змінного і постійного навантажень (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 108-120. Скачати PDF
На основі результатів випробувань на одноосьовий розтяг виконано порівняльну оцінку прискорених ефектів циклічної повзучості в умовах змінного і постійного нагружений для аустенітної нержавіючої сталі 304L, широко використовуваної в енергетиці та нафтохімічної промисловості через її підвищених характеристик опору високотемпературної повзучості і втоми. Зразки для випробувань отримано з холоднотягнутих прутків, матеріал відповідає специфікації ASTM A276-05A. Випробування проводилися при температурах 687, 717 і 737°С в умовах змінного й постійного навантажень. Вивчено ефекти змінного навантаження та часу витримки на механічну поведінку матеріалу і характеристики втоми й повзучості. Отримані результати підтверджують сильний взаємовплив механізмів повзучості і втоми. Було встановлено, що при високих температурах пошкодження матеріалу за механізмом повзучості домінує навіть у випробуваннях з дуже короткою витримкою. Крім того, було показано, що при збільшенні часу витримки збільшується швидкість деформації повзучості і, отже, знижується довговічність зразків. Результати доводять, що змінні навантаження істотно збільшують швидкість деформації повзучості і знижують довговічність у порівнянні з постійними навантаженнями, що забезпечують такий самий рівень середніх напружень.
Ключові слова: холоднотягнута сталь 304L, нержавіюча сталь, змінне навантаження, повзучість, малоциклова втома і повзучість, витримка постійного навантаження.
АСГАРІ А., СЕДІГХІ М., РІАХІ М.
Дослідження впливу параметрів пуансона на механічні властивості листового алюмінієвого сплаву Al-1100-O в процесі його послідовного штампування (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 121-128. Скачати PDF
Процес штампування є швидким і технологічним способом виготовлення виробів із листових матеріалів. Його інноваційний варіант - послідовне штампування листових металів - забезпечує штампування тривимірного виробу шляхом його послідовного видавлювання пуансоном із вихідного листа без застосування відповідної матриці. Досліджується вплив діаметра пуансона і частоти його прикладення на механічні властивості листового сплаву Al-1100-O (твердість, міцність при розтязі, розміри й орієнтація зерен). Показано, що зі зменшенням діаметру пуансона і підвищенням частоти його прикладання збільшуються твердість і міцність матеріалу після штампування. Для оцінки його механічних властивостей зазначеним методом успішно використовуються дві статистичні моделі.
Ключові слова: послідовне листове штампування, сплав Al-1100-O, діаметр пуансона, частота.
АЛІХА М. Р. М., БАХМАНІ А., АХОНДІ С.
Аналіз втомного руйнування з'єднувального карабіна з тріщиною методом тривимірних скінченних елементів (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 129-144. Скачати PDF
Виконано числове моделювання процесу втомного руйнування з’єднувального карабіна зі сплаву Al-7075 із малою крайовою тріщиною для типових умов експлуатаційного навантаження. Із використанням методу скінченних елементів у тривимірній постановці визначено характеристики руйнування матеріалу за змішаною модою для різних умов навантаження і конфігурацій тріщини (включаючи її довжину, глибину і кут нахилу). Згідно з отриманими результатами деформацією досліджуваного карабіна по моді III через її малість можна знехтувати, внаслідок чого руйнування відбувається за змішаним механізмом відриву-зсуву (змішана мода I/II). Проведено розрахунок коефіцієнтів інтенсивності напружень (KІ і КІІ) і сингулярних Т-напружень. Показано, що знак та значення цих параметрів руйнування визначаються геометрією та орієнтацією тріщини. Розраховано критичну довжину тріщини та живучість карабіна з тріщиною при повторно-змінному навантаженні на основі відомих критеріїв руйнування і моделей росту втомної тріщини.
Ключові слова: з'єднувальний карабін, параметри руйнування, тривимірний скінченноелементний розрахунок, змішана мода руйнування, втомна довговічність.
ФЕРРАНТО Дж. С., ЛУО С. І.
Скінченноелементне моделювання тканого матеріалу на основі аналізу вихідної конфігурації ниток (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 145-155. Скачати PDF
Запропоновано методику прогнозування міцності тканого матеріалу при розтягуванні з використанням методу скінченних елементів для моделювання переплетень початково прямих ниток. При оцінці міцності і механічних характеристик тканини розтяжні зусилля прикладаються з покроковим підвищенням навантаження. У даному підході використовуються інноваційні граничні умови і враховується кілька рівнів симетрії, що дозволяє реалізувати запропоновану модель за допомогою стандартних, немодифікованих скінченноелементних пакетів. Оскільки моделюється ткацький процес, як вихідні дані використовуються лише геометрія та властивості матеріалу ниток, що дозволяє швидко оцінити характеристики гіпотетичних тканин без проведення експериментів.
Ключові слова: переплетення ниток, тканина, метод скінченних елементів, моделювання.
ДАХМАНІ Л., ДРІЗІ С.
Торсіонна поперечна втрата стійкості профілів металопрокату при навантаженні з ексцентриситетом (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2015. – № 6. – С. 156-161. Скачати PDF
Профілі металопрокату знаходять широке практичне застосування як балки. Проте у стандарті Єврокод 3 відсутні рекомендації щодо розрахунку балок з профілів металопрокату в умовах навантаження з ексцентриситетом, тобто зміщення лінії навантаження відносно центра зсуву. Виконано розрахунок критичних навантажень для профілів металопрокату в умовах їхнього згину з ексцентриситетом, а його результати порівнюються з даними, отриманими методом скінченних елементів на основі параметричного підходу. Запропоновано новий метод розрахунку, який добре узгоджується з положеннями стандарту Єврокод 3.
Ключові слова: програма ANSYS, метод скінченних елементів, торсіонна поперечна втрата стійкості, профіль металопрокату.
