2018 № 1

Проблеми міцності. - 2018. - № 1.

ЖАО Л. Х., ФЕНГ Д. Ж., ЖЕНГ С. Л.

Вплив циклічних напружень нижче межі витривалості на втомну довговічність стали 40Сr (англ. мов.) // Проблеми міцності.– 2018. – № 1. – С. 7-16.

Досліджено вплив циклічних напружень нижче межі витривалості на втомну довговічність вуглецевої сталі середньої міцності 40Сr. Проводили звичайні випробування при постійних амплітудах навантаження і спеціально організованих із змінною амплітудах циклів при крученні при коефіцієнті асиметрії циклів R=0,1. Результати показали, що зміцнюючий ефект від напружень нижче межі витривалості може бути досягнутий, якщо вони прикладені до початку навантаження з напруженнями, що перевищують його. Крім того, амплітуда напружень, число циклів і послідовність додатка навантажень дають три основні ефекти контрольованого чинника зміцнення. Як правило, різні рівні циклічних напружень дають різне посилення ефекту, тоді як відповідна втомна міцність спочатку зростає, а потім падає з числом циклів навантаження. Встановлено, що максимальний зміцнюючий ефект дає напруження величини 85% від межі витривалості. При багаторівневому циклічному навантаженні ефект посилення на різних рівнях напружень нелінійно зростає, а загальна втомна довговічність тісно пов'язана з останнім рівнем амплітуди напружень в послідовності навантаження. Розкид втомної довговічності залежить від умов навантаження і ефекту зміцнення. Коефіцієнт дисперсії значень довговічності має тенденцію до зменшення з ефектом зміцнення, який може поліпшити однорідність характеристик матеріалу відносно втомної міцності.
Ключові слова: навантаження із змінною амплітудою, ефект зміцнення, межа витривалості, ефект послідовності навантаження, втомна довговічність.

ЖОНГ Ж. П., ЛЮ Х., МА Д. Д.

Оцінка руйнування поверхні контакту між металом зварного шва і основним металом в зварному з'єднанні високоміцної сталі (англ. мов.) // Проблеми міцності.– 2018. – № 1.– С. 17-26.

Крихке руйнування зварного з'єднання при низькій напрузі залежить від характеристик високоміцної сталі і дефектів зварки. Принципи механіки руйнування послужили основою вивчення поведінки поверхні контакту метал зварного основний для шва метал при руйнуванні зварного з'єднання високоміцної сталі для виявлення критичних крапок на останньому. За результатами випробувань на руйнування при розтягуванні зварних зразків із сталі 45 побудовано криве прогин-навантаження і отримані види зламів на зварних з'єднаннях. Показано, що кут нахилу тріщини впливає на критичні навантаження і види зламів. Максимальне навантаження, що викликає руйнування поверхні контакту зварного з'єднання, нижче за навантаження руйнування основного металу, яке залежить головним чином від дефектів, спочатку присутніх в зварному з'єднанні. Встановлені морфологія поверхні зламу і вплив на неї місцерозташування зламів і мікроструктури металу зварного шва і основного металу. Критичні коефіцієнти інтенсивності напружень для тріщини на поверхні контакту розраховували на підставі критичного навантаження за допомогою скінченноелементного методу лінійної екстраполяції. Запропоновані критерії оцінки лінійного руйнування, які можуть бути використані для перевірки надійності зварних з'єднань в конструкціях з високоміцної сталі.
Ключові слова: зварний шов високоміцної сталі, стикової зварний шов, структурні перетворення, міжфазне руйнування.

ПЕНГ Т. Б., НІ Й. X., ВУ Й. Ц.

Випробування нижньої будови мостів в реальних умовах експлуатації і чисельне моделювання механічних характеристик опор, що ламінують природним каучуком (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 27-36.

Ламінування природним каучуком - один з видів сейсмічної ізоляції опор, часто використовуваний в цивільному будівництві. Опори, що ламінують, характеризуються високою вертикальною жорсткістю і низькою поперечною жорсткістю. У сейсмічних регіонах терміни будівництва збільшуються, а вплив сейсмічних сил може бути зменшене за рахунок вживання подібних опор. До цих пір основою для випробувань служив статичний метод циклічного навантаження, що не дозволяв враховувати його швидкість. Запропонований метод випробування в реальних умовах експлуатації, що моделює дійсні сейсмічні навантаження. Упроваджені метод випробувань і випробувальна установка, вивчений вплив швидкості навантаження, вертикального тиску і пікового прискорення руху грунту. Виконано моделювання результатів випробування за допомогою методу скінченних елементів. Запропонований точний метод розрахунку сейсмічних характеристик мостів з опорами, що ламінують природним каучуком.
Ключові слова: опора що ламінована природний каучуком, випробування конструкції в реальному часі, швидкість навантаження, вертикальний тиск, чисельне моделювання.

ДЖИН X. Р., ЖАНГ Л., ДАЙ Ч., ЙІ Й. Л.

Чисельне моделювання і експериментальні дослідження сили зчеплення на поверхні розділу в пластині, плакованої неіржавіючою сталлю (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 37-49.

Показано, що температура плющення і міра обтискання впливають на силу зчеплення на поверхні розділу, механічні властивості і мікроструктуру пластини, плакованої неіржавіючою сталлю. Процес плющення за чотири пропуски для пластини, плакованої неіржавіючою сталлю Q345R/316L, моделювали за допомогою програми DEFORM, що дозволило розрахувати його робочі параметри. Досліджений розподіл полів напружень, деформацій і мікроструктури пластини при різній температурі плющення і міри обтискання. Визначена сила зчеплення на поверхні розділу, проаналізований гранулометричний склад катаного підшару при різних температурах. Проведені випробування зразків, отриманих гарячим вакуумним плющенням, для оцінки мікроструктури і механічних властивостей. Встановлено, що чим вище температура плющення, тим нижче міра обтискання, необхідна для забезпечення зчеплення на поверхні розділу. Проте вищі температури викликають збільшення долі грубих зерен, що робить вплив на механічні властивості пластини. Експериментально і чисельно показано, що температура плющення при 1150°С і мірі обтискання більше 50% забезпечують необхідну силу зчеплення і якісну мікроструктуру плакованої пластини.
Ключові слова: пластина, що плакована неіржавіючою сталлю, температура плющення, міра обтискання, сила зчеплення, механічні властивості.

КIМ С. С.

Оцінка деформаційного перетворення мартенсіту при малоцикловій втомі неіржавіючої стали AISI 316 з використанням магнітного і акустичного неруйнівних методів (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 50-55.

Досліджено деформаційне перетворення мартенсіту при малоцикловій втомі аустенітної неіржавіючої сталі AISI 316 з використанням магнітного і акустичного неруйнівних методів. Випробування на малоциклову втому проводили при різних амплітудах деформації. Об'ємну долю α'-мартенситу визначали на зразках в стані втомного руйнування шляхом виміру магнітних властивостей з подальшим аналізом мікроструктури. Ефект циклічного зміцнення розглядали з точки зору перетворення α'-мартенситу, об'ємна доля якого зростала з підвищенням амплітуди деформації. Її оцінювали по нелінійному ультразвуковому параметру. Вміст α'-мартенситу у гратах аустенітної неіржавіючої сталі може викликати її спотворення, що виявляється як спотворення ультразвукової хвилі. Воно може генерувати супергармоніки, що супроводяться зародженням α'-мартенситу, що сильно залежить від амплітуди деформації. Між нелінійною акустичною характеристикою і об'ємною долею α'-мартенситу існує лінійна залежність.
Ключові слова: деформаційне перетворення мартенсіту, малоциклова втома, акустична нелінійність, неіржавіюча сталь, супергармоніки.

ВУ Р. С., ЛІ Й. Ф., ВАНГ Р. Л.

Імовірнісне моделювання формоїзмененія на основі моделі реальної мікроструктури (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 56-63.

Одним з видів втрати стійкості є змінення форми елементів конструкції одноразового вживання при високих рівнях напружень. Відсутність основних даних про матеріали не дозволяє врахувати цей параметр при їх проектуванні. Запропонований метод скінченних елементів в пластичній постановці для оцінки розкиду даних про термін служби елементу при його зміненні форми. Для цього можуть бути використані традиційні параметри матеріалу. Характер зміненні форми описується за допомогою визначальної моделі накопичення пластичних пошкоджень на кристалі. Розроблений новий метод побудови імітаційної моделі реальної мікроструктури з метою підвищення точності прогнозування терміну служби. Моделюючий алгоритм, заснований на технології обробки зображення, дозволяє зменшити ефект віртуальних напружень при вживанні нестаціонарного методу пластичного моделювання на кристалі. Порівняння експериментальних і розрахункових даних демонструє їх хороша відповідність при високих напруженнях, близьких до межі пружності матеріалу.
Ключові слова: вигляд втрати стійкості, малоциклова втома, реальна мікроструктура, скінченноелементний аналіз, структурні елементи.

КСЮ К. 3., ЙІН Д. П., ВАНГ Ж. Д., ЙЇ Д. Й., ДОНГ Ф. Д.

Вплив матеріалу шарів на формування витого вибухового пенетратора (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 64-73.

Вітой вибуховий пенетратор - нова конструкція, заснована на використанні заздалегідь згорнутого подвійного шару матеріалу: зовнішній шар високої щільності, що формує облицювання, і внутрішній шар низької щільності, створюючий серцевину. Пенетратор не лише проникає крізь броню, але і володіє високою бризантною дією, що дробить, за мішенню при атаці об'єктів з легкою бронею. Осколки, що утворилися унаслідок значного латерального ефекту, здатні знищувати живу силу і бойову техніку, збільшуючи тим самим завданого збитку. Конструкція і матеріали серцевини і облицювання є основними чинниками, що визначають проникність заряду і формування осколків. Вплив матеріалу шарів на структуру пенетратора вивчений за допомогою аналізу AUTODYN. Відмінність в швидкості по товщині і на поверхні контакту двох шарів забезпечує відділення серцевини від облицювання. Пенетратор, що володіє значним латеральним ефектом, може бути використаний в процедурі вибору матеріалів шарів. Підтверджена ефективність конструкції пенетратора з використанням подвійних шарів.
Ключові слова: витий вибуховий пенетратор, двошаровий, підвищений приголомшуючий ефект, комбінація матеріалу, чисельне моделювання.

БАНГ Хан Сур, ЛІЄ В. Р., ХОНГ С. М., ЛІЄ С. Й., СОНГ Д. X., КІМ Д. М., БАНГ Хі Сеон.

Механічні властивості різнорідних з'єднань внахлестку А356/SAPH440, отриманих точковою ротаційною зваркою тертям і самопробівной клепкою (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 74-83.

Алюмінієвий сплав А356-Т6 і автомобільну листову сталь SAPH440 з’єднували за допомогою точкової ротаційної зварки тертям і самопробівной клепки. Максимальна межа міцності на зрушення при розтягуванні для зварних з'єднань складала приблизно 3,5 кН при швидкості обертання 500 об/мін і глибині проникнення 1,0 мм. Доведено, що шар інтерметаллідов зварних з'єднань завтовшки менше 9,23 мкм не перевищував допустимий рівень в 10 мкм для з'єднань Al-Fе. Клепані з'єднання мали межу міцності 7,9 кН на відміну від зварних з'єднань. Проте при клепці на алюмінії з'являлися тріщини зважаючи на низьку пластичність литого матеріалу, при цьому тріщини підростали у міру збільшення радіусу нижньої форми.
Ключові слова: різнорідний матеріал, точкова ротаційна зварка тертям, самопробівная клепка, інтерметаллідноє з'єднання, міцність на розтягування-зріз.

ЖАНГ К., ВАНГ Ж. К., ВАНГ Д. Р.

Тертя і знос зносостійких поясів в бурових розрізах для глибоких і надглибоких свердловин (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 84-90.

Тертя і знос традиційних зносостійких матеріалів для поясів порівнювали з цими ж характеристиками нового матеріалу для бурового розрізу. Використаний випробувальний стенд SD-1 з контртілом із сталі 42Мп2V, що моделює режим глибоких і надглибоких свердловин, з метою розробки рекомендації по використанню зносостійкого поясу в умовах тертя. Показано, що тертя і знос полікристалічного діамантового композиту набагато нижчі, ніж традиційних зносостійких матеріалів, наприклад, тертя і знос сплаву FеNiNb вищі, ніж сплаву FеСгМпМо. З трьох зносостійких матеріалів найкращий двосторонній захист забезпечує діамантовий композит, що підтверджує ефективність його використання для поясів бурових розрізів в глибоких і надглибоких свердловинах. Переважаючим механізмом є мікроабразивний знос, що супроводжується абразивним, при цьому міра зносу композиту найменша.
Ключові слова: тертя, зносостійкість, зносостійкий пояс, свердло, полікристалічний алмаз.

ГУАН Б., ЧЕН Б. Й., 3АНГ Й., КВІН К.

Прогнозування високотемпературного зчеплення на поверхні контакту гарячекатаної пластини, плакованой неіржавіючою сталлю при плющенні (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 91-105.

Листова вуглецева сталь, що плакована неіржавіючою сталлю, досліджена за допомогою теоретичного аналізу різних чинників, що впливають на високотемпературне міжповерхневе зчеплення при її плющенні, феноменологічній моделі прогнозного аналізу міцності міжповерхневого зчеплення при високій температурі, яка враховує глибину розрідження, температуру плющення і обтискання при плющенні. Підготовлений спеціальний експеримент з моделюванням температурного режиму, міцність зчеплення вуглецевою і неіржавіючою сталей при 1000-1200°С і мірах обтискання 10~30% виміряна за допомогою моделюючого пристрою з регульованим температурним режимом GІееЬІе 3500, отримана відносна міцність міжповерхневого зчеплення. Показано, що при температурі і мірі обтискання, прийнятих в експерименті, відносна міцність зчеплення складає 0.50-0.65. Метод чисельного моделювання використаний для аналізу впливу міри обтискання за перший пропуск пластини, що плакована неіржавіючою сталлю, розміром 2000 X 1500 X100 мм на міжповерхневе зчеплення. Оптимальна міра обтискання за перший пропуск складає 15-20% при температурі плющення 1200°С.
Ключові слова: гаряче плющення, пластина, що плакована неіржавіючою сталлю, міцність зв'язку, модель прогнозування.

ВАНГ Ц. П., ФАН Д. До., ЛІ Ф. Р., ЛІЮ Д. Ц.

Аналіз дифракційної картини зворотного розсіяння електронів для вивчення мікроструктури чистої міді при деформації кручення (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 106-111.

Деформація кручення розглядається як перспективний метод здобуття градієнтних конструкційних матеріалів. Чисту мідь піддавали великим пластичним деформаціям при крученні. Для вивчення мікроструктурних змін використаний дифракційний аналіз (ЕBSD). Показано, що кордони зерен і разорієнтіровка збільшуються із зростанням міри деформації, зерна дрібніші і однорідніші. Мікроструктура в смузі зрушення має виражене переважне орієнтування. Напрям кристала <110> паралельно напряму зрушення, а кристал {111} нахилений до поверхні плоского зрушення. Брус, підданий крученню, має латунну текстуру {011}<211>, текстуру гауса {011}<100> і міцнішу мідну текстуру {112}<111>.
Ключові слова: жорстка пластична деформація, мідь, кручення, мікроструктура, текстура.

ХАК А. У., ЯНГ К. Г., ШИ Д. К.

Ізотермічна втома і взаємодія повзучості і втоми суперсплаву на основі нікелю, отриманого направленою кристалізацією (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 112-120.

Взаємодія повзучості і втоми в суперсплаві на основі нікелю, отриманого направленою кристалізацією, проаналізовано за допомогою модифікованої уніфікованої визначальної моделі в'язкопластичності Шабоша. Модель характеризує анізотропну поведінку матеріалу, зміцнення/знезміцнення і релаксацію напружень. Експерименти за визначенням малоциклової втоми і часу перебування виконані на суперсплаві (DZ125) при температурах вище 760°С. Параметри матеріалу оптимізовані з врахуванням його поведінки при розтягуванні, циклічному навантаженні і повзучості за допомогою методу оптимізації Льовенберга-Марквардта. Модель побудована на мові ФОРТРАН і інтегрована в програму FЕА UMAT/ABAQUS. Показано, що експериментальні і модельні размери/форма петлі гістерезису, пікове напруження, релаксація напружень і їх область знаходяться у відповідності. Встановлено, що модифіковану визначальну модель доцільно застосовувати при аналізі втоми і взаємодії повзучості і втоми подібних матеріалів, вона може також знайти практичне вживання.
Ключові слова: втома, повзучість, взаємодія втоми і повзучості, суперсплав на основі нікелю.

ЯНГ Л. К., ЛЄ К. К., ЖАНГ X. М., ЖУ С. X., ВАНГ В. Ж.

Конструкційна міцність і термін служби екструзійної голівки для виготовлення днищ поршня двигуна сільськогосподарського устаткування (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 121-129.

Розроблені триярусні високоміцні попередньо-напружені багатомісні увігнуті голівки для виготовлення днищ поршня двигуна потужного кукурудзозбирального комбайна. Конструкція об’єднує в собі переваги литва або гарячого кування і гарячої екструзії. Радіальні розміри кожного шару, що з’єднується, осьове зчеплення і радіальна контактна взаємодія розраховані теоретично. Виконаний нелінійний аналіз контактної взаємодії, вивчені умови контакту в голівці при нульовій і повному навантаженню. На підставі теорії зносу Арчарда виконана оцінка термомеханічного зчеплення в процесі експлуатації голівки. Шляхом чисельного моделювання зносу голівки в кожному робочому циклі отримано однопараметричне рівняння лінійної регресії для терміну її служби; перевірена достовірність даного рівняння. Показано, що контакт в голівці стійкий і надійний, при радіальній контактній взаємодії внутрішнього і зовнішнього шарів δ₂= 1,9716 мм і δ₃ = 1,3870 мм відповідно. При товщині нітрідного шару 0,24 мм термін служби екструзійної голівки у виробництві днищ поршня відповідає 6357 виробам.
Ключові слова: голівка поршня двигуна, комбінована увігнута матриця, екструзія, міцність конструкції, знос, термін служби.

ЯНГ Ф.

Вплив поверхні на індентування нанодротяного лісу (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 130-137.

Вивчений теоретично вплив поверхні на механічну поведінку нанодротяного лісу при індентуванні. Виявлений складний характер деформації нанодротяного лісу при використанні сферичного індентора великого радіусу, виконаний аналіз характеристик стискування, втрати стійкості і стану після втрати стійкості. Обговорений вплив поверхні і щільності упаковки на поведінку нанодротяного лісу залежно від глибини індентування. Показано, що поверхня надає вплив на зміну твердості по глибині. Отримані результати знайдуть вживання при визначенні механічних властивостей і розробці пристроїв з нанодротяного лісу, використовуваних в різних областях.
Ключові слова: поверхневі ефекти, нанодротяні ліси, індентування.

ДЖІАНГ К. Й., ЖАО X. Й., ЯНГ X. Ф.

Чисельне моделювання термомеханічної поведінки форми для гарячого штампування (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 138-143.

Визначений ефект відстані між трубами охолоджування, відстані між трубою охолоджування і поверхнею форми і діаметру труби водяного охолоджування на температурне поле гарячого штампування з використанням програмного забезпечення ANSYS. Показано, що максимальна температура складає приблизно 50°С, а максимальний перепад температури гарячого штампування - менш 35°С. Регулювання розмірів і відстані між трубами охолоджування дозволяє збільшити максимальну температуру і рівномірність розподілу температури штампування.
Ключові слова: високоміцна сталь, гаряче штампування, система охолоджування, ANSYS, термомеханічний аналіз.

ДЖІА В. X., ЙЇН С. Б., ЛІ Г., СУН С. Л., ВАНГ С., ФЕНГ X.

Властивості і вживання електрогідравлічної сервосистеми гідравлічного екскаватора (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 144-150.

Експлуатація гідравлічного екскаватора ускладнюється наявністю несприятливого робочого середовища. Показана дія зовнішніх чинників на надійність і стабільність системи контролю. Досліджена електрогідравлічна сервосистема гідравлічного екскаватора. Побудовані математична і імітаційна моделі для сервосистеми з використанням програми AMESIM. Виконаний аналіз характеристик тиску і текучості. Описані конструкція і оптимізація електрогідравлічної сервосистеми, а також її вживання в екскаваторній техніці. Процес функціонування електрогідравлічної сервосистеми представлений кривою, яка круто йде вгору (період підйому), а потім виходить на плато (період стабілізації), ці періоди скорочуються на 38,0 і 40,5% відповідно, період стеження за затримкою - на 52,6% при ефективній перешкодостійкості.
Ключові слова: електрогідравлічна система, період відстежування затримки, антиінтерференція, безпека і стабільність.

ЛІ В, ДЖІ Л. Л., ШИ В. Д., ПІНГ Й. Ф., ЖОУ Л., ДЖІАНГ ДО. П.

Вплив нерівномірного радіального/осьового зазору на полі перебігу в радіально-осьовому насосі (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 151-160.

Вивчений вплив нерівномірного зазору на полі течії в радіально-осьовому насосі за допомогою чисельного моделювання нестаціонарної течії в насосі із зазором двох конфігурацій на основі стандартної моделі турбулентності RNG k−ε, виконано вирішення рівнянь із застосуванням алгоритму SIMPLE. Проаналізовані зовнішні характеристики, розподіл статичного тиску, потоку в зазорі і турбулентності в імпеллері. Проведена оцінка достовірності чисельного моделювання шляхом порівняння експериментальних даних з результатами розрахунків. Показано, що нерівномірний зазор викликає зменшення натиску в насосі, що стає більш вираженим в умовах часткового вантаження, але конфігурація з нерівномірним зазором (с = 0,5-1,0 мм) забезпечує більш рівномірну швидкість і розподіл тиску в дотичному і осьовому напрямах, оскільки інтенсивність обтікання з кільцевим вихором зменшується, а його скидання сповільнюється. Отримані результати відкривають дорогу до стабілізації нестаціонарного потоку в радіально-осьовому насосі.
Ключові слова: радіально-осьовий насос, чисельне моделювання, нерівномірний зазор, інтенсивність обтікання.

XОУ X. Л., ЛІ X. П., XЕ Л. Ф.

Xарактерістіки руйнування гарячих заготовок стали B1500HS (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 161-165.

Розроблені процеси холодної і гарячої вирубки, що дозволяють вирішити проблеми пробивки і обрізання заготовок, отриманих зміцненням під тиском. Показано, що гаряча вирубка дозволяє отримувати невеликі заготовки з повним набором механічних властивостей для визначення оптимальних режимів вирубки і оцінки впливу температури на поверхню майданчика зрушення і напрям руйнування. Вивчені механізм руйнування і мікроструктура заготовок, виконана серія експериментів по гарячій вирубці для сталі Вi500hs при різних температурах (450-800°С) і 8% зазором в штампі. Експериментально доведено, що із зростанням температури вирубки збільшується ширина гладкої зони, а напрям руйнування стає близьким до вертикального. Поверхня майданчика зсуву характеризується в'язким руйнуванням, локальним крихким руйнуванням, в діапазоні температур 450-600°С. Область в'язкого руйнування містить велику кількість дрібних рівноосних лунок в діапазоні температур 650-800°С, їх мікроструктура повністю складається з мартенсіту.
Ключові слова: гаряча вирубка, майданчик зсуву, руйнування, мікроструктура, бориста сталь.

ЛІЮ С. X., ЛІ В. Й., РАО В Ж., XЕ К.

Вивчення механізму руйнування поліморфної суміші для модифікованих деталей устаткування (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 166-172.

Характер руйнування поліморфної суміші в умовах множинної гетерогенності модифікованих деталей ускладнює оцінку терміну служби устаткування. Модель руйнування розподілу Вейбулла (руйнування підкладки, зовнішнього шару, поверхні зчеплення, миттєве руйнування) побудована на підставі статистичних даних про час руйнування деталей в умовах експлуатації. Використаний метод розділення Каплана-Мейєра для аналізу чотирьох множин статистик руйнування, виконано вирішення кожного стану функції Вейбулла, що дозволило встановити механізм руйнування поліморфних сумішей в умовах експлуатації при множинній гетерогенності модифікованих деталей устаткування. На прикладі виконання моделювання верифіковані достовірність і застосовність моделі. Створена теоретична основа для розробки і виготовлення порошку сплаву і вдосконалення технології модифікування. Розроблений метод прогнозування терміну служби і оцінки періоду руйнування модифікованих деталей.
Ключові слова: регенерація, розподіл Вейбулла, час відмови, невизначеність, порошковий сплав.

XЕ Й., ЛІ Г. Ф., ЖАО Й. П., СУН Й., ЖІАНГ Г. 3.

Оптимізація розподілу контактних напружень і режимів змащування на основі чисельного моделювання для прямолінійного черв'ячного приводу (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 173-181.

Оптимізація зубчастої поверхні/зачіплювання прямолінійної черв'ячної пари визначає підвищення ефективності її експлуатації. Геометричні параметри черв'ячного гелікоїда отримані з використанням теорії зачеплення зубчастих коліс і рівняння лінії миттєвого контакту. Чисельний аналіз заснований на функції візуалізації і обчислювальних можливостях програми МАТLАВ, що дозволяє моделювати розподіл на лінії миттєвого контакту для специфічних параметрів черв'ячного приводу, створюючи вимушену кривизну і кут ковзання у напрямі цієї лінії. Отримані результати забезпечують подальшу оптимізацію параметрів зачеплення прямолінійної черв'ячної передачі і встановлення визначальних чинників. Приклад використання специфічної циліндрової черв'ячної передачі відповідно до стандарту Китаю (GВ 10085-1988) показує, що раціональний вибір параметрів цієї передачі може збільшити лінію контакту, а також розширити робочий діапазон її зубчастої поверхні, підвищуючи тим самим ефективність локального зачеплення.
Ключові слова: прямолінійна черв'ячна пара, ефективність локального зачеплення, лінія миттєвого контакту, кут спіралі, МАТLАВ.

ЖАНГ Д. П., ЛІЮ Л. М., ЖУ Ж. Д., ЖАНГ Ф. Т., ЦАО Д. Ж.

Випробування на в'язкість руйнування при згинанні і міцність при появі першої тріщини сталефібробетона з домішками летючого кремнеземного пилу і його вживання в будівництві (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 182-192.

Виконана оцінка впливу сталевого волокна і кремнеземного пилу на міцність бетону при появі першої тріщини і в'язкість руйнування при згинанні. Виконані випробування 10 серій зразків з вмістом сталевого волокна 0, 40, 50, 60 г/м³, використано сталеве волокно різних типів без вмісту кремнеземного пилу і з її вмістом на рівні 10% заміщення ваги цементу. Показано, що спільне використання кремнеземного пилу і сталевого волокна підвищує допустиме навантаження утворення першої тріщини і прогину зразків, а також в'язкість руйнування при згинанні. Встановлено, що зміцнення сталефібробетона з добавками кремнеземному пилу визначається вмістом сталевого волокна, а кремнеземний пил є допоміжним компонентом. Опора з суміші сталефіброторкретбетона з вмістом кремнеземного пилу, що забезпечує контроль навколишнього скельного масиву, підсилює загальний несучий ефект анкерної структури.
Ключові слова: бетон, сталеве волокно, кремнеземний пил, навантаження утворення першої тріщини, згинальна в'язкість.

КВІНГ Д. С., ДУАН К. Д., КСИАО М. Ф., ЛІ Д. К., ЛІЮ М., ЛІЮ К., ШЕН X. Ф.

Вивчення механізму утворення тріщин у високоміцній сталі YQ450NQR1, стійкою до атмосферної корозії (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 193-201.

Високоміцна сталь YQ450NQR1, стійка до атмосферної корозії, проявляє схильність до утворення тріщин. Досліджені характер тріщиноутворення і морфологія за допомогою металографічної і скануючої електронної мікроскопії. Утворення зневуглецьованого шару довкола тріщин свідчить про їх зародження в заготівці безперервного лиття. Встановлені регулюючі чинники шляхом аналізу вмісту вуглецю в розплавленій сталі, залишкових елементів в сплаві, чистоти і ефективності прес-порошка, витрати води вторинного охолоджування форми. Показано, що оптімазация процесу понизила рівень відбракування матеріалу, що містить тріщини, з 3,50 до 0,78%.
Ключові слова: високоміцна сталь, стійка до атмосферної корозії, розтріскування, зневуглецьований шар.

ШЕНГ Л. Й., ДУ Б. Н., ВАНГ Б. Д., КСУ Д. К., ЛАЙ С., ГАО Й., КСИ Т. Ф.

Вплив гарячої екструзії на мікроструктуру і механічні властивості сплаву Mg-Y-Nd-Zr (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 202-211.

Сплав Мg-Y-Nd-Zr отриманий литвом і гарячою екструзією. Досліджені мікроструктура і механічні властивості ливарного і екструзійного сплавів за допомогою оптичної, скануючої електронної та мікроскопії, що просвічує, рентгенографії і випробувань на розтяг. Показано, що матриця α-Mg у ливарному сплаві перетворюється на комірчасту структуру за рахунок утворення дискретно розподіленої крупної евтектики Mg₂₄Y₅/α-Mg і дрібних часток Mg₁₂₂Nd. Аналіз за допомогою електронної мікроскопії, що просвічує, показує, що фази Mg₁₂Nd і Mg₂₄Y₅ мають орієнтацію [001]_Mg₁₂_Nd //[0221]_α-_Mg і [111]_Mg24y5 // [0001]_α-_Mg і (101) Mg₂₄Y₅//(1010)_α-_Mg відповідно. Гаряча екструзія розділяє евтектичну структуру Mg₂₄Y₅на фрагменти і розподіляє фрагментарні частки Mg₂₄Y₅ по напряму екструзії. Дія екструзії на зміцнюючі частки істотно модифікує матрицю α-Mg. Великі деформації приводять до дефектів упаковки матриці. Сплав екструзії в порівнянні з літейним має вищу межу текучості, межу міцності на розрив і подовження, що поясняться дрібнозернистістю, оптимальним розподілом зміцнюючих часток і множинних субструктур.
Ключові слова: сплав Mg-Y-Nd-Zr, гаряча екструзія, механічні властивості, TEM, мікроструктура.

ЯНГ Б., ДАЙ С., ВУ Й. Й., ЛІАО 3., ЛІАНГ С., КСИАО С. Н.

Поведінка короткої втомної тріщини осьової сталі LZ50 в умовах циклічного навантаження при згинанні з обертанням (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 212-222.

Виконані випробування на репліках короткої втомної тріщини з використанням зразків осьової сталі LZ50 у формі пісочного годинника в умовах циклічного навантаження при згинанні з обертанням. Виконано сім серій випробувань. Показано, що короткі втомні тріщини виникають у феритних зернах або на їх кордонах, потім вони починають зростати під впливом мікроструктури матеріалу. Швидкість росту тріщин збільшується стрибкоподібно, потім знижується удвічі за рахунок бар'єру, що створюється кордонами феритних зерен і смужчатою структурою перлиту. Проаналізовані статистична еволюція довжини домінуючої ефективної короткої втомної тріщини і доля залишкового ресурсу на підставі трьох принципів найкращої відповідності, що включають загальний ефект відповідності, відповідність принципам фізики втоми і надійність прогнозування залишкової міцності. Встановлено, що статистичний розподіл мінімальних величин виявляє найкращу відповідність для довжини домінуючої ефективної короткої втомної тріщини і долі залишкового ресурсу. Модель зростання короткої втомної тріщини, що включає різні бар'єри в мікроструктурі, забезпечує добрий результат підгонки і відображає циклічний вплив мікроструктури на її поведінку.
Ключові слова: втома, коротка тріщина, навантаження згинання з обертанням, осьова сталь LZ50.

ПАН Ж. Й., ДУАН К. Ф., ЖОНГ Й. Ч., ЛІ С. К., ЦАО Д.

Вплив послідовності упаковки на характер руйнування вузьких куточків з перехресно-армованих ламінатов: експериментальне дослідження (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 223-230.

Вивчений вплив послідовності упаковки вузького куточка з ламінатов на характер його руйнування. Використано два варіанти послідовності упаковки для аналізу різних видів руйнування. Послідовність: пакет I, тобто [0/90₄/0₂/90₂/0₂/90₂/0₂/90], демонструє режим руйнування матриці, тоді як послідовність: пакет I, тобто [0₄/90/0₃/90/0₂/90₂/0₂/90]_s відображає режим розшарування. Побудовані криві залежності прогину від навантаження, встановлені режими руйнування для цих послідовностей при чотириточковому згинанні, виконано їх порівняння з емпіричною формулою плоскої деформації і експериментальними результатами. Показано, що послідовність упаковки надає значний вплив на початкові умови руйнування вузьких куточків з ламінатов. У пакеті I переважає початкове руйнування в матриці унаслідок слабкого опору внутрішніх 90° шарів дотичнім напруженням, що розшаровують, а пакет I випробовує початкове руйнування за рахунок розшарування. Крайовий ефект надає істотний вплив на режим руйнування зразків з пакетом I, тоді як для зразків з пакетом I воно незначне. Послідовність упаковки також впливає на тримкість, максимальне руйнівне навантаження пакету I явно нижче за таку для пакету I приблизно на 23%.
Ключові слова: послідовність упаковки, L-образній, вигляд руйнування, матричний крекінг, композити.

ЖОУ 3. А., Фу В. Т., ЖАНГ Р. X., КВІ Д. Д., ДЖИН Г. Ф., ВАНГ 3. X., СУН С. X.

Аналіз характеристик газового азотування при різних режимах холодної деформації і тиску азотування для маловуглецевої низьколегованої сталі (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 231-237.

Запропонований новий спосіб здобуття азотованого шару на маловуглецевих низьколегованих сталях з використанням холодної деформації і газового азотування під тиском. Вивчені мікроструктура, поверхнева твердість, товщина і корозійна стійкість азотованого шару на сталі 20СгМnТі після азотування при 510°С протягом 5 год в різних умовах обтискання при холодному плющенні (0-60% СR) і тиску азотування (1-5 атм). Показано, що метод істотно підвищує ефективність азотування стали, при шарі, що складається в основному з нітриду Fе_2-3N і Fе₄N При постійному тиску азотування твердість шару зростає, а потім знижується у міру збільшення ступеню холодної деформації. При постійній мірі деформації твердість і корозійна стійкість шару зростають із збільшенням тиску азотування. Для зразка, підданого азотуванню при 510°С, 30% Сr і тиску 5 аті протягом 5 год, азотований шар набуває оптимальних властивостей: твердість 825 HV і товщину 310 мкм.
Ключові слова: маловуглецева низьколегована сталь, нітрид, тиск азотування, холодне зміцнення, ефективність азотування.

ЧЕНГ Д., КВІНГ Д., ШЕН X. Ф.

Кінетика деформаційного осадження фаз карбонітріда ванадію кубічної структури у високоміцних сталях, стійких до атмосферної корозії (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 238-249.

Побудована кінетична модель деформаційного осадження фаз карбонітріда ванадію [V(С, N)] кубічної структури в мікролегованих високоміцних сталях, стійких до атмосферної корозії, і перевірена її достовірність. Фази V(С, N) мають гранецентровану кубічну структуру, в якій вузли і восьмигранні міжвузля (0-вузли) грат зайняті атомами V і С, N відповідно. Модель фаз V(С, N) заснована на кубічній, а не на сферичній структурі, оскільки експериментально доведено, що деформаційне осадження V(С, N) в аустеніті має кубічну структуру. Вивчений вплив вмісту азоту на характер кривих залежності осадження-температура-час. Із збільшенням вмісту азоту температура носа кривої зростає, відбувається зрушення кривих вліво, з його зменшенням криві фаз V(С, N) в аустеніті набувають S-образної форми, оскільки перетворення вільної енергії носить нелінійний характер. Використано програмне забезпечення завдань термодинаміки для розрахунку фазової рівноваги в нових високоміцних сталях, стійких до атмосферної корозії. Доля N-вузлів при осадженні V(C, N) значно більше для сталей з високим вмістом N.
Ключові слова: індуковане деформацією осадження, кінетична модель, кубічні V (C, N) частки, мікролегована сталь, аустеніт, крива осадження-температура-час, термодинамічний розрахунок.

ДОНГ С. К., КЮІ А. Й., ВЕЙ X. К., XУАHГ К. Д., ЛІЮ К., ПЕЙ Г. К.

Моделювання впливу форми виїмки на проникність кумулятивних зарядів із складнопрофільним облицюванням (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. – № 1.– С. 250-255.

Побудовані скінченноелементні моделі кумулятивних зарядів із складнопрофільним облицюванням, проникаючих через тонкі пластини з алюмінієвого сплаву. Використано програмне забезпечення АNSYS/LS-DYNА для аналізу впливу форми виїмки на їх проникність. Виконані чисельні розрахунки висоти, радіусу і просторових розмірів виїмки. Показано, що ці характеристики є важливими чинниками при визначенні проникності зарядів. Глибина проникнення збільшується, а потім зменшується із збільшенням висоти виїмки при постійному радіусі. При фіксованій висоті глибина проникнення зменшується із збільшенням радіусу. При напівокружній виїмці глибина проникнення збільшується, потім зменшується із збільшенням її радіусу і висоти.
Ключові слова: кумулятивний заряд, форма порожнини, криволінійна форма, проникнення.