2016 № 1
Проблемы прочности. - 2016. - № 1.
ЖІ Ш. Д., ЛІ Ж. В., MA Л., ЮЕ Ю. M., ГАО Ш. Ш.
Дослідження ультразвукового точкового зварювання тертям з перемішуванням магнієвого сплаву з алюмінієвим сплавом (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 7-12. Скачати PDF
Досліджується новий метод зварювання: ультразвукове точкове зварювання тертям з перемішуванням, яке успішно використовується для зварювання різнорідних сплавів (магнієвий А231 і алюмінієвий 6061 сплави). Результати показують, що надійні зварні з'єднання отримують при використанні або такого методу зварювання, або стандартного методу точкового зварювання тертям з перемішуванням в конфігурації, коли магнієвий сплав буде вгорі, а алюмінієвий сплав знизу. Ультразвукові коливання сприяють висхідному потоку нижнього алюмінієвого сплаву, збільшення ширини зони перемішування і подрібнення зерен в ній. Для всіх поперечних перерізів зварних з'єднань Аl-Мг сплавів характерно формування інтерметалічних сполук в зоні перемішування. Тріщина в зварному з'єднанні, отриманому стандартним методом точкового зварювання тертям з перемішуванням, має вигляд перевернутого "V" і поширюється чітко по межі поділу між різнорідними матеріалами. Після досягнення найвищої точки Г-образного дефекту тріщина в зварному з'єднанні, отриманому методом ультразвукового точкового зварювання тертям з перемішуванням, поширюється до шпонкової канавки, залишаючи частину магнієвого сплаву в нижньому шарі. Зварні з'єднання, отримані зазначеними методами, мають різний склад інтерметалічних сполук на сполученої контактної поверхні.
Kлючові слова: ультразвукове точкове зварювання тертям з перемішуванням, інтерметалічні з'єднання, магнієвий сплав, алюмінієвий сплав, положення зламу.
Kлючові слова: ультразвукове точкове зварювання тертям з перемішуванням, інтерметалічні з'єднання, магнієвий сплав, алюмінієвий сплав, положення зламу.
ЛІУ Й. К., ШАНГ К. X., ЖАНГ Д. X., ВАНГ Й. К., СУН T. T.
Прогнозування термовтомної довговічності реактора для окислення метану вентиляційних струменів (англ.. мов.) // Проблеми міцності. - 2016. - № 1. - С. 13-19. Скачати PDF
Термічне окиснення в установках з оборотними потоками є основним засобом, що дозволяє ефективно знизити надходження метану в вентиляційний струмінь. Будучи ключовим елементом окиснювальних установок, що входять в систему вентиляції вугільної шахти, керамічні стільникові реактори для окиснення відіграють вирішальну роль у функціональності цих установок. Проведено випробування алюмосилікатної кераміки, яка широко використовується в окиснювальних установках. Виконано прогнозування терміну служби окиснювальної установки відповідно до закону ослаблення інтенсивності і експериментальними даними по термовтомі. Результати експериментів на втому показують, що згинова міцність алюмосилікатної кераміки в цілому зменшується в міру збільшення числа термоударів. При більшому перепаді температур згинова міцність зменшується з більшою інтенсивністю. При перепадах температур в діапазоні 600...800°С згинова міцність спочатку знижується, потім після досягнення певної величини деякий час залишається незмінною, потім знову починає знижуватися. Результати рівняння, отриманого з закону ослаблення інтенсивності і експериментальних даних по термовтомі показують, що термовтомна довговічність окиснювального реактора становить приблизно 1-8 місяців. Прогнозований результат сумісний з реальними умовами експлуатації.
Kлючові слова: шар окиснення, мулітові кераміка, термічна втомна міцність, втомна довговічність.
Kлючові слова: шар окиснення, мулітові кераміка, термічна втомна міцність, втомна довговічність.
ЯНГ К., ЖАНГ Л. Г., ЮЄ Ю. М., ГУО Кс. К.
Вплив кріплення прес-форми на напруження і деформацію конструкції композиту (англ. мов.) // Проблеми міцності. - 2016. - № 1. - С. 20-28. Скачати PDF
В процесі автоклавної обробки термореактивних композиційних конструкцій розподіл температури істотно залежить від типу кріплення, що, в свою чергу, обумовлює геометричні похибки при формуванні композитної конструкції. На базі тривимірної термомеханічної моделі за допомогою програмного забезпечення АВАQUS досліджували вплив форми кріплення на температуру, напруження і деформацію. Чисельні результати моделювання композитної конструкції показують, що деформація на обох сторонах і напруження в її середині є максимальними. Стовпчаста форма кріплення, на відміну від похилої форми кріплення підтримки і вертикального кріплення пластинчастого кристалізатора, забезпечує більш рівномірний розподіл температури і деформації в процесі автоклавної обробки композитних конструкцій і таким чином є більш перспективною.
Kлючові слова: композитна конструкція, автоклавне створення, чисельне моделювання, форма кріплення, температура.
Kлючові слова: композитна конструкція, автоклавне створення, чисельне моделювання, форма кріплення, температура.
ЯНГ Й. Л., ЖАН Л. X., КСУ К. Л.
Визначальне моделювання сплаву Al-Сu-Мg в процесі старіння при повзучості (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 29-38. Скачати PDF
Розроблена система визначальних рівнянь теорії старіння при повзучості Аl-Сu-Мg сплаву з пластинчастим або стовпчастим преципітатом. Для кількісної оцінки і аналізу преципітату сплаву в процесі старіння при повзучості вводяться такі параметри, як середня довжина, співвідношення геометричних розмірів і відносна об'ємна доля. Істотна взаємодія між деформацією повзучості і старінням враховується за допомогою проміжних змінних стану щільності дислокацій і характерного розміру преципітату. Отримано єдине визначальне рівняння теорії старіння при повзучості, в якому співвідношення між мікро- і макрохарактеристиками матеріалу зв'язані по межі текучості матеріалу. Проведена серія випробувань на одновісне розтягання сплаву АА2124 в умовах повзучості при температурі 185°С протягом 12 ч при різних напруженнях. Постійні матеріалу в рамках базових моделей визначені з використанням експериментальних даних. Хороша відповідність між експериментальними і розрахунковими значеннями підтверджує, що отримані визначальні рівняння можуть добре описувати характеристики повзучості.
Kлючові слова: конститутивне моделювання, сплав Al-Сu-Мg, старіння при повзучості, еволюція мікроструктури.
Kлючові слова: конститутивне моделювання, сплав Al-Сu-Мg, старіння при повзучості, еволюція мікроструктури.
ЛІ Д. С., КВОН Й. Д., ХАН Дж. С.
Оптимізація конструкції з'єднання шпинки, що працює на зріз, в системі котушок тороїдального магнітного поля, що входить до складу токамака KSTAR (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 39-46. Скачати PDF
Токамак КSTAR складається з магнітної системи, вакуумної камери і кріостата, які, поряд з охолоджуванням гелію до низьких температур, створюють умови вакууму для утримання високотемпературної плазми. Конструкція з котушок тороїдального магнітного поля побудована як частина магнітної системи і сполучена з 16 елементами з інтервалами під кутом 22,5° за допомогою конічного болта і з'єднання шпинки, що працює на зріз. Основною функцією такого з'єднання у внутрішніх і зовнішніх міжкотушкових з'єднаннях є протидія площинним і позаплощинним силам, а також збільшення жорсткості при зрізі міжкотушкових конструкцій. Проте у зв'язку з трудністю і витратністю здобуття геометрії з'єднання шпинки необхідна його оптимізація з метою регулювання напружень між шпинкою і конструкцією. Виконана оптимізація геометрії шпинки з використанням методу Тагучи і аналізу напружень за допомогою програмного комплексу АNSYS.
Kлючові слова: КSTAR, метод Тагучи, оптимізація, шпинка для зрізу, конструкція котушки TF.
Kлючові слова: КSTAR, метод Тагучи, оптимізація, шпинка для зрізу, конструкція котушки TF.
ДЕНГ Ю., ЮИН Ж. M., КСУ Г. Ф., ВАНГ Ю. Дж., ЛУ Л. Ю., ДУАН Дж. К.
Вплив добавок Sc і Zr на текстуру і механічну анизотропию листів з високоміцного сплаву Al-Zn-Mg (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 47-57. Скачати PDF
Досліджували структуру, механічну анизотропию і мікроструктуру листів з постарених сплавів Аl-Zn-Мg, Аl-Zn-Мg-0.1Se-0.1Zr і Аl-Zn-Мg-0.25Sс-0.1Zr при випробуваннях на розтяг і за допомогою електронної мікроскопії. Встановлено, що добавки Sс і Zr не змінюють структуру складових гомогенізованих і холоднокатаних сплавів, однак викликають перетворення кубічної структури зістареного сплаву Аl-Zn-Мg в структуру прокатки β-волокна. Зі збільшенням добавок Sс і Zг міцність і механічна анізотропія значно підвищуються. Максимальне значення міцності зазначається в області, паралельної напрямку прокатки, а мінімальне - під кутом 45 ° до напрямку прокатки. Підвищення в основному досягається за рахунок зміцнення межи зерен і дисперсійного зміцнення, викликаного наночастинками Аl3SсxZr1-х. Підвищення механічної анізотропії обумовлено збереженням структури прокатки внаслідок інгібуючого впливу наночастинок Аl3SсхZг1-х на рекристалізацію.
Запропоновано нову модель для виявлення взаємозв'язку між обсягом добавок Sс і Zг, структурою і показником анізотропії листів зі сплаву Al-Zn-Mg.
Kлючові слова:: метали, механічна анізотропія, мікроструктура, випробування на розтягнення, дифракція зворотного розсіювання електронів (EBSD), що просвічує електронна мікроскопія (TEM), дифракція рентгенівських променів (XRD).
Запропоновано нову модель для виявлення взаємозв'язку між обсягом добавок Sс і Zг, структурою і показником анізотропії листів зі сплаву Al-Zn-Mg.
Kлючові слова:: метали, механічна анізотропія, мікроструктура, випробування на розтягнення, дифракція зворотного розсіювання електронів (EBSD), що просвічує електронна мікроскопія (TEM), дифракція рентгенівських променів (XRD).
ЛІ Д., ВАНГ X. С., ВУ Л. Кс.
Динамічний коефіцієнт інтенсивності напружень для тріщини поздовжнього зсуву, що знаходиться на межі поділу і виходить із круглих порожнин в двох п'єзоелектричних матеріалах (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 58-68. Скачати PDF
Досліджуються динамічні коефіцієнти інтенсивності напружень в двох п'єзоелектричних матеріалах з тріщинами на межи розділу, які виходять з круглих порожнин під впливом стаціонарних SН-хвиль. Передбачається, що тріщини, що знаходяться на межі поділу, - електрично проникні. Для випробування за допомогою методів комплексних змінних і розширення хвильової функції побудовані функції Гріна. Грунтуючись на методах розділення-злиття тріщин, для розрахунку коефіцієнтів інтенсивності напружень у вершині тріщин отримана система інтегральних рівнянь Фредгольма першого роду. Для вирішення цих рівнянь використовували пряме чисельне інтегрування. Деякі чисельні результати наносили на графіки для ілюстрації впливу геометрії дефекту, постійних матеріалу і частот SН-хвиль на динамічні коефіцієнти інтенсивності напружень.
Kлючові слова: динамічний коефіцієнт інтенсивності напружень (DSIF), міжфазні тріщини, кругла порожнина, п'єзоелектричні біматеріали, функція Гріна, SH-хвиля.
Kлючові слова: динамічний коефіцієнт інтенсивності напружень (DSIF), міжфазні тріщини, кругла порожнина, п'єзоелектричні біматеріали, функція Гріна, SH-хвиля.
КУІ A. І., ГУ Ф. І., ВЕЙ X. K., ЛІУ X. Д., ВАНГ 3., ДОНГ Кс. Л.
Вивчення технології швидкого різання металу пошкоджених тонкостінних авіаційних конструкцій кумулятивними зарядами (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 69-74. Скачати PDF
З метою швидкого відновлення отворів неправильної форми в тонкостінних конструкціях в процесі ремонту авіаційних конструкцій впроваджено технологію різання металу кумулятивними зарядами. Виконано чисельний розрахунок динамічного процесу різання з використанням програмного комплексу АNSYS, а також проведені випробування з різання пластини з алюмінієвого сплаву 2А12 товщиною 2 мм за допомогою кумулятивних зарядів. Встановлено, що швидке різання проводиться рівномірно, забезпечуючи чіткий край і хорошу лінійність. Метод поділу пластини мішені методом кумулятивної різання являє собою різновид методу "попереднього заглиблення" і "пізнього зносу". Використання технології різання кумулятивними зарядами може бути корисним при ремонті пошкоджень тонкостінних авіаційних конструкцій.
Kлючові слова: кумулятивне різання, струмінне проникнення, морфологія руйнування.
Kлючові слова: кумулятивне різання, струмінне проникнення, морфологія руйнування.
ЖАО Ж., ДЖИНГ Л., ПЕЙ К., MA X. В., ВАНГ Ж. X.
Експериментальне дослідження властивостей динамічного напруження залізобетону (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 75-81. Скачати PDF
Виконано випробування залізобетонних балок у вигляді розрізного стрижня Гопкинсон з метою оцінки впливу різних швидкостей деформації, коефіцієнта армування та схеми армування на їх динамічні характеристики руйнування. Використовувалися зразки з дев'ятьма різними коефіцієнтами армування. Експериментальні результати показали, що міцність розрізних стрижнів із залізобетону при розтягуванні досягає критичного значення при деякій швидкості деформації, вище якої спостерігається істотне підвищення динамічної міцності.
Встановлено, що в дослідженому діапазоні швидкостей деформації динамічна міцність розрізних залізобетонних стрижнів вище, ніж бетонних зразків того ж класу, і зі збільшенням коефіцієнта армування вона підвищується. Ці результати можуть бути використані при проектуванні будівельних конструкцій із залізобетону.
Kлючові слова: залізобетон, динамічне розтяжне напруга, розривне тиск по Хопкінсон, коефіцієнт посилення.
Встановлено, що в дослідженому діапазоні швидкостей деформації динамічна міцність розрізних залізобетонних стрижнів вище, ніж бетонних зразків того ж класу, і зі збільшенням коефіцієнта армування вона підвищується. Ці результати можуть бути використані при проектуванні будівельних конструкцій із залізобетону.
Kлючові слова: залізобетон, динамічне розтяжне напруга, розривне тиск по Хопкінсон, коефіцієнт посилення.
ЖОУ П., ЖОУ Дж. К., ЙЕ Ж. Кс., ДЖИАНГ Е., XУ В. Б., ЛЕ X. Л.
Взаємозалежний вплив швидкості деформації і температури на деформаційне двійникування в сплаві Cu-Zn (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 82-90. Скачати PDF
Сплав Сu-Zn являє собою новий матеріал з поліпшеними властивостями, проте механізм його деформаційного двійникування все ще невідомий, особливо взаємовплив температури і швидкості деформації. Запропоновано теоретичну модель сплаву Сu-Zn з урахуванням взаємовпливу температури і швидкості деформації. За допомогою даної моделі можна точно прогнозувати експериментально спостережувану тенденцію еволюції відстані між двійниковими межами. Відомо, що низька температура і висока швидкість деформації сприяють деформаційному двійникуваню, яке більше схильне до низької температури, ніж до високої швидкості деформації. Зі збільшенням швидкості деформації і зменшенням температури відстань між двійниковими межами і товщина двійникового прошарку зменшуються.
Kлючові слова: сплав Сu-Zn, деформація двійникування, швидкість деформування, температура.
Kлючові слова: сплав Сu-Zn, деформація двійникування, швидкість деформування, температура.
ЖАНГ 3. К., ДЖИА Кс. Ф., ВАНГ Ю. Дж., ГАО П.
Аналіз оптимізації початкової контурної лінії листового металу для високоміцної стали, що містить бор, при гарячому штампуванні (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 91-96. Скачати PDF
Грунтуючись на принципі гарячого штампування, створена її імітаційна модель. Контурна лінія заготовки U-подібної форми була оптимізована за допомогою багаторазового ітеративного алгоритму. При порівнянні результатів моделювання з експериментальними даними підтверджена оптимізація багаторазового итераційного алгоритму. Оптимізовано контурні лінії заготовки бампера і середньої стійки кузова легкового автомобіля зі сталі Numisheet 2008.
Показано, що для багаторазового итераційного методу оптимізації вихідної контурної лінії характерні висока швидкість і точність розрахунків. Контурні лінії отриманих гарячештампованих деталей досить добре відповідають технічним вимогам.
Kлючові слова: високоміцна сталь, що містить бор, гаряче штампування, оптимізаційний аналіз, контурна лінія, метод скінченніх елементів.
Показано, що для багаторазового итераційного методу оптимізації вихідної контурної лінії характерні висока швидкість і точність розрахунків. Контурні лінії отриманих гарячештампованих деталей досить добре відповідають технічним вимогам.
Kлючові слова: високоміцна сталь, що містить бор, гаряче штампування, оптимізаційний аналіз, контурна лінія, метод скінченніх елементів.
ЧАНГ Б. Г., ІН Дж. П., КУІ 3. К., ЛІУ T. Кс.
Покращувані динамічні механічні властивості кумулятивного струменя з модифікованого політетрафторетилену при її попаданні в заряд (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 97-105. Скачати PDF
З метою поліпшення механічних властивостей і проникаючої здатності звичайного політетрафторетилену використовували модифікований політетрафторетилен, отриманий шляхом додавання в зазначений матеріал порошку міді. Аналіз результатів статичних випробувань на стиск і випробувань методом розрізного стрижня Гопкинсона підтвердив поліпшені механічні властивості модифікованого політетрафторетилену. Запропоновано конструкцію кумулятивного заряду, що використовує модифікований політетрафторетилен в матеріалі облицювання. Формування кумулятивного струменя з модифікованого політетрафторетилену і процес її потрапляння в заряд досліджували за допомогою чисельного моделювання. Результати показують, що механічні властивості модифікованого політетрафторетилену в порівнянні з такими тефлону помітно покращені з точки зору підвищення стабільності формування кумулятивного струменя, збільшення глибини її проникнення і розміру пір при ударі, а також підвищення характеристик вражаючої дії без детонації заряду.
Kлючові слова: заряд з оболонкою, модифікований ПТФЕ, механічні властивості, кумулятивний заряд, струмінь.
Kлючові слова: заряд з оболонкою, модифікований ПТФЕ, механічні властивості, кумулятивний заряд, струмінь.
ЯНГ Б., MA Б. К., КСІАО С. Н., ЖАО Й. Кс.
Імовірнісна модель для опису характеру зростання короткою втомної тріщини в стали LZ50 (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 106-114. Скачати PDF
Процес втомного пошкодження металевих компонентів і структур відноситься, головним чином, до стадії зростання короткою втомної тріщини. Для визначення характеру довільного зростання короткої втомної тріщини і використання моделі швидкості росту тріщини пропонується імовірнісна модель, що враховує закономірності розсіювання результатів випробувань, та базується на моделі численних мікроструктурних бар'єрів і може описувати характеристику уповільнення швидкості росту короткої втомної тріщини в процесі її розвитку. Для обліку статистичних характеристик всіх результатів випробувань використаний загальний метод максимальної правдоподібності, який широко застосовується при оцінці параметрів кривих втоми і кривих Коффина-Менсона. При оцінці параметрів імовірнісної моделі умовний метод оптимізації коефіцієнта кореляції поширюється на розрахунок параметрів середньої кривої і кривої середнє відхилення. Аналіз результатів випробувань стали LZ50 свідчить про доцільність і можливість використання представленої моделі.
Kлючові слова: коротка втомна тріщина, імовірнісна модель, оцінка параметрів, сталь LZ50.
Kлючові слова: коротка втомна тріщина, імовірнісна модель, оцінка параметрів, сталь LZ50.
XУАHГ С. X., ЧАІ С. Кс., КСІА Кс. С., ЧЕН К., ШУ Д. Ю.
Поведінка деформації при стисненні і схема обробки чистої міді (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 115-123. Скачати PDF
Для оцінки поведінки деформації чистої міді при стисненні її деформаційні характеристики досліджували при випробуваннях на стиск в інтервалі температур 400 ... 900 °С при швидкості деформації 0,001 ... 1 с-1. Встановлено, що напруга пластичної течії чистої міді збільшується з підвищенням швидкості деформації та зниженням температури, а також мають місце деформаційне зміцнення, динамічне повернення, динамічна рекристалізація, вторинне деформаційне зміцнення і т.д. Енергія активації гарячої деформації обумовлена температурою і швидкістю деформації, а середня енергія активації оцінюється на рівні 303,8 кДж / моль. Результати прогнозування напруги течіння, засновані на моделі ОЛ + ВР, добре узгоджуються з істинної кривої напруги, яка відіграє важливу роль при плануванні режимів гарячої обробки чистої міді. Нестабільність потоку має місце в проміжній області швидкості деформації (0,01 ... 0,1 с-1). Згідно з результатами аналізу карти гарячої обробки, розсіювання високої потужності відповідає динамічної рекристалізації міді, а зниження температури або збільшення швидкості деформації сприяють подрібненню зерен в стаціонарній області карти гарячої обробки.
Kлючові слова: чиста мідь, деформація стиснення, прогноз напруги течії, GA + BP, карта обробки. ШЕНГ Л. Ю.
Kлючові слова: чиста мідь, деформація стиснення, прогноз напруги течії, GA + BP, карта обробки. ШЕНГ Л. Ю.
Мікроструктура і зносостійкість сплаву NiAl / Cr (Mo, Dy), отриманого методом псевдошвидкої кристалізації (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 124-129. Скачати PDF
Заевтектичний сплав NiAl / Сг (Мо, Dу) отримано методом псевдошвидкої кристалізації для дослідження його мікроструктури і зносостійкості. Встановлено, що псевдошвидка кристалізація помітно поліпшила його евтектичний осередок і структуру. Сплав складається з первинної NiAl тонкої NiAl / Сг (Мо) евтектичної пластинчастої і Ni5Dу фаз. Випробування на стиск показує, що псевдошвидка кристалізація помітно поліпшила його механічні властивості.
При випробуванні на зносостійкість встановлено, що сплав має гарну зносостійкість при температурі приблизно 1073 К завдяки мастильної плівці, що складається з аморфних, а також Сг203 і Al203 наночастинок. Сплав також має досить непогану зносостійкість при 673 К, яку можна пояснити його високою міцністю.
Kлючові слова: NiAl / Сг (Мо, Dу), зносостійкість, швидке затвердіння, мікроструктура.
При випробуванні на зносостійкість встановлено, що сплав має гарну зносостійкість при температурі приблизно 1073 К завдяки мастильної плівці, що складається з аморфних, а також Сг203 і Al203 наночастинок. Сплав також має досить непогану зносостійкість при 673 К, яку можна пояснити його високою міцністю.
Kлючові слова: NiAl / Сг (Мо, Dу), зносостійкість, швидке затвердіння, мікроструктура.
КІМ Дж. В.
Дослідження компресійного пресування переплетеного армованого склопластику, попередньо промочуваного зв’язувальною речовиною (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 130-137. Скачати PDF
Композит на основі переплетеного армованого склопластику, попередньо промочуваного зв’язувальною речовиною, вирізують в площині, а потім піддають впливу гарячого компресійного пресування. Проведено порівняння фронту потоку зразка з результатами скінченноелементного моделювання. Оскільки композит виготовлений шляхом укладання простого сплетення з речовиною, на ковзання матеріалу в сплетінні волокон значно впливає тертя. При скінченноелементному моделюванні потоку з використанням методу Гальоркіна використовується параметр ковзання a = 100, який добре узгоджується з результатами експерименту.
Kлючові слова: переплетено-армований склопластик, компресійне пресування, метод скінченних елементів, фронт потоку, метод Гальоркіна, параметр ковзання.
Kлючові слова: переплетено-армований склопластик, компресійне пресування, метод скінченних елементів, фронт потоку, метод Гальоркіна, параметр ковзання.
СОНГ Кс., ЛІ Ж. Ю., ШЕН Я., ЧЕН Я. Л., ЖАНГ Д. Д.
Порівняльний аналіз тріщиностійкості металоволоконних багатошарових матеріалів з шарами скла HS2 і вуглецю T700 при різних коефіцієнтах асиметрії циклу речовиною (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 138-144. Скачати PDF
Завдяки високій тріщиностійкості волокон, розташованих між шарами алюмінію, використання металоволоконних багатошарових матеріалів значно покращує конструкції літака в порівнянні з відомими в даний час матеріалами. Аналізується тріщиностійкість армованих волокон, скловолокна і вуглецевого волокна при коефіцієнті асиметрії циклу R = - 1; 0,1; 0,5 відповідно за результатами випробувань, які показали значний розкид позитивного коефіцієнта асиметрії циклу і очевидну відмінність між двома зовнішніми шарами алюмінію.
Таким чином, критерії руйнування металевих матеріалів відповідно до стандарту на проведення випробувань неприйнятні для випробувань зазначених матеріалів на втому, а встановити критерій руйнування відповідно до інженерними додатками проблематично. Результати експериментального дослідження тріщиностійкості металоволоконних багатошарових матеріалів дозволили зробити якісні висновки.
Kлючові слова: волокнисті металеві ламінати, скловолокно, вуглецеве волокно, тріщиностійкість, критерій руйнування.
Таким чином, критерії руйнування металевих матеріалів відповідно до стандарту на проведення випробувань неприйнятні для випробувань зазначених матеріалів на втому, а встановити критерій руйнування відповідно до інженерними додатками проблематично. Результати експериментального дослідження тріщиностійкості металоволоконних багатошарових матеріалів дозволили зробити якісні висновки.
Kлючові слова: волокнисті металеві ламінати, скловолокно, вуглецеве волокно, тріщиностійкість, критерій руйнування.
ЯНГ Б., MA Б. К., ВУ Я. Я., ЧЕН Б., КСИАО С. Н., ЯНГ Г. В., ЖУ T.
Покращений метод проекції для визначення параметрів втоми металевих конструкцій на основі конструкції сферичного направляючого косинуса (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 145-153. Скачати PDF
Ключові елементи залізничного рухомого складу в процесі експлуатації майже постійно перебувають під впливом багатовісного напруженого стану. Щоб оцінити втомну міцність конструкції, необхідно мати у своєму розпорядженні параметри напружень. Згідно з традиційним методом проекції максимальне головна напруга повинна спочатку рівнятися максимального напруження при розтягуванні, а тому процес проекції повинен виконуватися без урахування станів розтягнення-стиснення головних напружень. Щоб уникнути вищезгаданих невідповідностей запропонований метод визначення параметра втоми на основі проекції головної напруги щодо сферичного направляючого косинуса. За допомогою цього методу можна визначити напрямок максимальної розтягуючої напруги і враховувати показник напруги при розтягуванні-стисненні при розрахунку максимальної і мінімальної напруги. Фізичний сенс даного методу більш виражений у порівнянні з традиційним методом проекції, а його алгоритм є простим і ефективним. Втомна міцність зварної рами візка оцінюється з використанням традиційного методу проекції і запропонованого методу. Результати показують, що в деяких вузлах значення максимальної напруги, що обчислена за допомогою даного методу, може на 19,4% перевищувати значення, отримані традиційним методом, в той час як мінімальні напруги і коефіцієнти асиметрії циклу, що отримані двома методами, можуть бути протилежними за знаком. Запропонований метод, який враховує властивості головних напружень при розтягуванні-стисненні, є більш раціональним в порівнянні з традиційним методом проекції, і тому відповідні результати оцінки втомної міцності будуть більш надійними.
Kлючові слова: оцінка втомної міцності, метод проекції, напрямок косинуса, властивості розтягування / стиснення, зварена рама візка.
Kлючові слова: оцінка втомної міцності, метод проекції, напрямок косинуса, властивості розтягування / стиснення, зварена рама візка.
СУН Ф. К., ЛІУ Ж. Ч., КАО 3. К., ЛІ Кс. Я., ДЖИАНГ T. M.
Модифікована модель Норріса-Ландцберга і оптимальний метод розрахунку режимів прискорених випробувань на довговічність в умовах циклування температури (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 154-165. Скачати PDF
Прискорені випробування на втому є ефективним методом оцінки терміну служби виробу. Однак їх проведення через складність режимів в умовах циклування температури важко. Модифікована модель Норріса-Ландцберга приймається в якості моделі прискорення. Пропонується оптимальний метод розрахунку зазначених випробувань в умовах циклування температури. Вплив параметрів кривої циклування температури на термічну втомну довговічність паяних з'єднань 63Sn-37Pb досліджується методом скінчечноелементного аналізу.
Використовується також модифікована модель Норріса-Ландцберга, що включає час лінійного наростання і витримки з додатковим ваговим значенням. Прискорені випробування на довговічність в умовах циклувания температури розглядаються як спеціальні випробування при багаторазових напружених для аналізу оптимального методу їх розрахунку. Для визначення комбінованого режиму використовується теорія однорідного розрахунку. Оптимальна модель прийнята з метою мінімізації асимптотичної дисперсії оцінки медіанної довговічності при нормальних умовах експлуатації. Працездатність запропонованого методу продемонстровано на прикладі моделювання.
Kлючові слова: температурний цикл ALT, 63Sn-37Pb, модель Norris-Landzberg, оптимальний дизайн, уніфікований дизайн.
Використовується також модифікована модель Норріса-Ландцберга, що включає час лінійного наростання і витримки з додатковим ваговим значенням. Прискорені випробування на довговічність в умовах циклувания температури розглядаються як спеціальні випробування при багаторазових напружених для аналізу оптимального методу їх розрахунку. Для визначення комбінованого режиму використовується теорія однорідного розрахунку. Оптимальна модель прийнята з метою мінімізації асимптотичної дисперсії оцінки медіанної довговічності при нормальних умовах експлуатації. Працездатність запропонованого методу продемонстровано на прикладі моделювання.
Kлючові слова: температурний цикл ALT, 63Sn-37Pb, модель Norris-Landzberg, оптимальний дизайн, уніфікований дизайн.
БАНГ XанСур, БАНГ XиСеон, НА М.-Дж., ДЖЕОН Г.-X., КИМ Г.-С., КИМ Б.-Р.
Застосування підходу Тагучі для оптимізації параметрів гібридного лазерно-дугового зварювання оцинкованої сталі (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 166-172. Скачати PDF
Досліджується якість неодимовою гібридної АІГ-лазерної МІГ зварювання оцинкованої сталі SGACC60. За допомогою аналізу Тагучі гібридний лазерно-дуговий зварювальний процес оптимізувався для стали шляхом зміни чотирьох параметрів: швидкості зварювання, зварювального струму, лазерно-дугової відстані і захисного газу. В результаті експерименту встановлено 18 комбінацій чотирьох основних параметрів зварювання, які були оцінені з точки зору межі міцності на розрив, глибини зварювання, відносної ширини і твердості.
Показано, що міцність при розтягуванні зварних швів становить приблизно 101% міцності основного металу, а твердість знаходиться в межах допустимого діапазону (максимальне значення 350 Hv).
Kлючові слова: АІГ-лазерний МІГ гібрид, аналіз Тагучі, оцинкована сталь, межа міцності при розтягуванні, співвідношення глибини і ширини зварювання, твердість.
Показано, що міцність при розтягуванні зварних швів становить приблизно 101% міцності основного металу, а твердість знаходиться в межах допустимого діапазону (максимальне значення 350 Hv).
Kлючові слова: АІГ-лазерний МІГ гібрид, аналіз Тагучі, оцинкована сталь, межа міцності при розтягуванні, співвідношення глибини і ширини зварювання, твердість.
БАНГ XанСур, БАНГ XіСеон, XОHГ Дж.-X., ДЖЕОН Г.-X., КІМ Г.-С., КАПЛАН A. Ф. X.
Вплив попереднього нагрівання при TIG-зварюванні на механічні та мікроструктурні властивості неоднорідного алюмінієвого сплаву і низьковуглецевої сталі за допомогою ротаційного зварювання тертям (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 173-181. Скачати PDF
Розглянуто вплив попереднього нагрівання при ТIG-зварюванні на механічні властивості зварних швів Аl6061-Т6 і SS400 при застосуванні ротаційної зварювання тертям (РЗТ). Проведено порівняння механічних і мікроструктурних властивостей швів з попереднім нагріванням ТIG-зварювання і без нього. Встановлено, що гібридні зварні шви на основі ТIG-зварювання характеризуються підвищеною міцністю. Поперечна міцність при розтягуванні зазначених зварних швів виявилася вищою, ніж швів РЗТ, і приблизно на 4% вище, ніж основного металу Аl6061-Т6. Дослідження мікроструктури показують, що в зонах термічного і термомеханічного впливу розмір зерен АІ6061-Т6 менше таких зварних швів РЗТ.
Kлючові слова: зварювання різнорідних матеріалів, зварювання тертям з перемішуванням, гібридне зварювання TIG з перемішуванням, механічні та мікроструктурні характеристики.
Kлючові слова: зварювання різнорідних матеріалів, зварювання тертям з перемішуванням, гібридне зварювання TIG з перемішуванням, механічні та мікроструктурні характеристики.
КІМ С. С.
Оцінювання характеристик втоми при повзучості по оборотної магнітної проникності феритної стали СгМо для паротурбінної електростанції з ультразверхкритичним тиском пару (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 182-187. Скачати PDF
Досліджувана втома ферритной стали СгМо при повзучості за допомогою вимірювання максимального інтервалу профілю оборотної магнітної проникності, який розглядався на увазі розвитку мікроструктури. При цьому максимальний інтервал монотонно зменшувався до 0,8Nf, а потім збільшувався. Його зменшення з ростом частки втомної довговічності пов'язано з укрупненням дрібних преципитатов і відновленням мартенситних рейок. Встановлено сувору лінійну залежність між твердістю і максимальним інтервалом оборотної магнітної проникності.
Kлючові слова: феритна сталь, втома, повзучість, руйнування, проникність.
Kлючові слова: феритна сталь, втома, повзучість, руйнування, проникність.
ЛІ Г. X., ВАНГ В. Дж., ДЖИНГ 3. Дж., МА Кс. С., ЗУО Л. Б.
Експериментальне дослідження та скінченноелементний аналіз критичних напружень в армованої термопластичної трубі при різних навантаженнях (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 188-196. Скачати PDF
Досліджуються армовані термопластичні труби при різних навантаженнях. Виготовлено п'ять груп зразків для вивчення механічних властивостей армованих термопластичних труб при впливі внутрішнього тиску, вигину, поєднання внутрішнього тиску і згинального моменту, зовнішнього тиску і напруги. Отримано значення тиску при розриві труб під впливом внутрішнього тиску, мінімального радіусу вигину при впливі згинального моменту і руйнівного тиску при навантаженні зовнішнім тиском. Механічні властивості труб при різних навантаженнях проаналізовані за допомогою скінченноелементного програмного забезпечення АВАQUS. Аналітичні результати добре узгоджуються з даними експерименту. Розроблена модель може бути використана для дослідження механічних властивостей армованих термопластичних труб.
Kлючові слова: посилена труба з термопластика, внутрішній тиск, вигин, зовнішній тиск, розтягнення.
Kлючові слова: посилена труба з термопластика, внутрішній тиск, вигин, зовнішній тиск, розтягнення.
ТІАН Дж.
Джерела і чинники впливу порогових напруг в композиті на основі магнію при повзучості (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 197-208. Скачати PDF
Проведено випробування на повзучість при розтягуванні магнієвого сплаву AZ91D і композиту, армованого коротким волокном з силікату алюмінію, з матрицею з магнієвого сплаву AZ91D. Гранична напруга композиту AZ91D при повзучості залежить від атмосфери розчинених атомів Аl, несучої здатності короткого волокна і його здатності до передачі навантаження. З підвищенням температури порогова напруга зменшується, з ростом об'ємної частки і коефіцієнта передачі навантаження короткого волокна збільшується, однак ступінь її збільшення знижується з підвищенням величини фази осадження β-Mg17Al12. Коефіцієнт передачі навантаження характеризує несучу і передавальну здатність короткого волокна. Отримана математична модель граничної напруги в композиті з матрицею з магнієвого сплаву.
Kлючові слова: композит з магнієвої матрицею, повзучість, граничні напруги, AZ91D, коефіцієнт передачі навантаження.
Kлючові слова: композит з магнієвої матрицею, повзучість, граничні напруги, AZ91D, коефіцієнт передачі навантаження.
ХУАНГ Т., ЛІУ 3. С., ВАНГ Ю. Л.
Експериментальний і чисельний аналіз впливу ударів по нормалі і поперечних ударів з великою швидкістю на шаруваті полімерні матеріали, що армовані графітовою ниткою (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2016. – № 1. – С. 209-220. Скачати PDF
Розглядається вплив ударів по нормалі і поперечних ударів з великою швидкістю на шаруваті полімерні матеріали, армовані графітової ниткою. Експериментальні дослідження проведені при змінних швидкостях (120 ... 200 м / с). Проаналізовано різні типи пошкодження при ударах по нормалі і поперечних ударах. Проведено скінченноелементний динамічний аналіз з метою моделювання процесу пошкодження з використанням програмного забезпечення АВАQUS.
Моделювання демонструє хорошу кореляцію з результатами експерименту.
Kлючові слова: полімер, армований вуглецевим волокном (CFRP), високошвидкісний вплив, бічний вплив, аналіз методом скінченних елементів
Моделювання демонструє хорошу кореляцію з результатами експерименту.
Kлючові слова: полімер, армований вуглецевим волокном (CFRP), високошвидкісний вплив, бічний вплив, аналіз методом скінченних елементів