2018 № 3

Проблеми міцності. - 2018. - № 3.

ОНИЩЕНКО Є. О., ЗІНЬКОВСЬКИЙ А. П., КРУЦ В. О.

Визначення вібродіагностичних показників наявності тріщини нормального відриву в пері лопатки при основному, супер- та субгармонічному резонансах // Проблеми міцності. – 1018. – № 3. – С. 5-13.

Наведено результати чисельних розрахунків щодо визначення закономірностей впливу параметрів дихаючої тріщини утоми нормального відриву на вихідній кромці пера лопатки авіаційного газотурбінного двигуна, яка зумовлює нелінійність коливальної системи, на характеристики її вимушених згинних коливань. їх порівняння з аналогічними даними для стрижня прямокутного поперечного перерізу показало задовільний збіг. Розрахунок відродіагностичних показників наявності пошкодження виконано з використанням розроблених скінченноелементних моделей об’єктів досліджень, вимушені коливання яких збуджувалися кінематичним переміщенням закріплених торцевих елементів. Дихаючу тріщину змодельовано у вигляді математичного розрізу, а непроникнення її берегів забезпечується розв’язанням контактної задачі їх взаємодії. Задачу вимушених коливань системи розв’язано з використанням методу Ньюмарка та швидкого перетворення Фур’е. Отримані амплітудно-частотні характеристики непошкодженого та пошкодженого пера лопатки свідчать про зростання розсіювання енергії в системі за наявності дихаючої тріщини. Як вібродіагностичні показники наявності пошкодження вибрано зміну резонансної частоти коливань об’єкта дослідження з тріщиною, відношення амплітуд домінуючих гармонік переміщень та пришвидшень: першої до другої при супер- та другої до першої при основному і субгармонічному резонансах. Установлено, що найбільш чутливим показником наявності тріщин є відношення амплітуд домінуючих гармонік пришвидшень при супергармонічному резонансі та відношення амплітуд домінуючих гармонік переміщень при субгармонічному резонансі.
Ключові слова: перо лопатки, стрижень, дихаюча тріщина, вібродіагностичний показник, основний, супер- та субгармонічний резонанси.

ШАКЕРИ МОБАРАКЕ П., ГРИНЧЕНКО В. Т., СОЛТАННИА Б.

Влияние возмущений формы границы на частотные характеристики планарных колебаний пьезокерамических пластин. Аналитическое решение (рос. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 14-26.

Побудовано загальний розв’язок граничної задачі про планарні коливання п’єзо- керамічних пластин у формі паралелограма. Розв’язок подано через нескінченні ряди, кожний доданок яких задовольняє рівнянням руху елемента п’єзопластини. Для визначення коефіцієнтів рядів використовуються функціональні рівняння, які отримано на основі граничних умов задачі. Розв’язок цих рівнянь можливий за допомогою двох підходів: на основі методу колокації і мінімізації середньоквадратичного відхилення. При практичному застосуванні скінченних сум згідно з обома підходами приходимо до пошуку розв’язання систем лінійних алгебраїчних рівнянь. Отримано кількісні оцінки динамічних характеристик п’єзопластин, аналіз яких дозволяє оцінити вплив геометрії пластини. Метод розв’язку забезпечує високу точність отриманих результатів.
Ключові слова: планарні коливання, п’єзокерамічні пластини неканоничної форми, метод суперпозиції, метод колокації, метод мінімізації середньоквадратичного відхилення, метод редукції, спектр власних частот.

БУЛАТ А. Ф., ДИРДА В. І., ЛИСИЦЯ М. І., ГРЕБЕНЮК С. М.

Чисельне моделювання напру- жено-деформованого стану тонкошарових гумометалевих елементів віброізоляторів в умовах нелінійного деформування // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 27-36.

Досліджуються компоненти напружено-деформованого стану тонкошарових гумометалевих елементів. Розраховано величину стиску тонкого гумового шару під дією вертикально прикладеного зусилля. При прийнятті спрощувальних гіпотез аналітичним методом отримано залежність величини осадки гумового шару від відношення між його радіусом і товщиною. Задачу розв’язано за лінійно-пружного деформування гумового шару, привулканізованого до металевих пластин. При чисельному розрахунку слабка стисливість гуми моделювалась за допомогою моментної схеми скінченного елемента для слабкостисливих матеріалів, суть якої полягає у потрійній апроксимації полів переміщень, компонент деформацій та функції зміни об’єма. Чисельний розв’язок отримано методом скінченних елементів для різних значень радіуса та товщини шара у випадку геометрично нелінійного пружного і в’язкопружного деформування гумового матеріалу. Геометрична нелінійність описується за допомогою тензора нелінійних деформацій. Моделювання в’язкопружних властивостей гуми проводиться за спадковою теорією Больцмана-Вольтерра з ядром релаксації Работнова. Нелінійні крайові задачі розв’язуються модифікованим методом Ньютона-Канторовича. Розрахунок виконується для двох випадків кріплення гумового шару до металевих елементів конструкції. У першому випадку припускається, що він привулканізований до металевих пластин, у другому - може вільно проковзувати по їх поверхні. Для першого випадку проводиться порівняння чисельних результатів з аналітичним розв’язком. Досліджується вплив геометричної неліній- ності та в’язкопружних властивостей гуми на величину осадки гумового шару.
Ключові слова: тонкошарові гумометалеві елементи, осадка, в’язкопружність, нелінійність, моментна схема скінченного елемента, слабкостисливий матеріал.

ХОБІНИ А. Д., АББАС І. А., БЕРТО Ф.

Скінченноелементний аналіз термопружного армованого волокнами анізотропного порожнистого циліндра на основі моделі двофазного запізнювання (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 37-48.

Побудовано рівняння для узагальненої термопружності армованого волокнами анізотропного порожнистого циліндра на основі моделі двофазного запізнювання. Досліджується порожнистий циліндр із теплоізольованою ненавантаженою зовнішньою поверхнею, в той час як ненавантажена внутрішня поверхня піддасться тепловому удару. Задачу розв’язано чисельно з використанням методу скінченних елементів. Отримані результати для переміщень, температури, радіальних і колових напружень подано графічно. Проведено порівняння між спрогнозованими результатами за зв’язаною теорією термопружності, теорією Лорда- Шульмана та за моделлю двофазного запізнювання при наявності і відсутності армування.
Ключові слова: модель двофазного запізнювання, армування волокнами, теорія Лорда-Шульмана, метод скінченних елементів.

ГОРИК А. В., КОВАЛЬЧУК С. Б.

Рішення задачі плоского поперечного згину шаруватого консольного бруса під дією нормального рівномірного навантаження (рос. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 49-63.

Наведено точний прямий розв’язок задачі плоского поперечного згину шаруватого консольного бруса малої ширини під дією рівномірно розподіленого навантаження за абсолютно жорсткого контакту шарів. Розв’язок побудовано за допомогою рівнянь лінійної теорії пружності, при цьому для урахування неоднорідної будови шаруватого бруса у співвідношення закону Гука введено кусочно-постійні функції Хевісайда. У процесі розв’язку задачі нормальні напруження виражено зі статичних рівнянь через невідому функцію розподілу дотичних напружень по висоті перерізу. Використання отриманих виразів у співвідношеннях закону Гука і рівняннях Коші для лінійних деформацій дозволило установити залежності між переміщеннями і дотичними напруженнями. Рівняння Коші для кутових деформацій, що залишилося, дало визначальне інтегро-диференціальне співвідношення, з якого отримано диференціальні рівняння для шуканої функції дотичних напружень та всіх невідомих функцій інтегрування. Розв’язок одержаних рівнянь можливий для всього пакета шарів без розгляду окремого шару. При цьому кінцеві співвідношення для напружень, деформацій і переміщень описують напружено-деформований стан всього пакета шарів композитного бруса. Побудований розв’язок задовольняє граничні умови й умови абсолютно жорсткого контакту шарів та є точним, якщо розподіл навантаження відповідає отриманому розподілу напружень. За допомогою останнього проведено теоретичне дослідження напружено-деформованого стану тришарового бруса. Одержані співвідношення дозволяють прогнозувати міцність і жорсткість багатошарових композитних елементів конструкцій та будувати прикладні розв’язки для інших задач пружного згину шаруватих брусів.
Ключові слова: брус, композит, шар, згин, напруження, деформації, переміщення, депланація.

ЛАЙ Н., ДІНГ Д. Ф., КСУАН Ж. Й., ХУАНГ Д. М., ЛІН Ж. П.

Режим контактного деформування пружного силікон/SiC абразиву при шліфуванні і кінцевій обробці (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 64-70.

Розроблено пружний абразив нового типу, що дозволяє ефективно регулювати контактний тиск у поєднанні з рівномірним деформуванням. Пружний абразив забезпечує повне ламінування поверхні, збільшує ефективність обробки вигнутої порожнини ливарної форми та дозволяє виконувати тонку обробку поверхні порожнини. Основою цих м’яких пружних абразивних композитів е силікон як матеріал матриці і модифіковані мікрочастинки SiC як армуючий елемент. Вивчено механіку і режими контактного деформування абразивів шляхом аналізу розмірів армуючих частинок та їх вмісту (53,5; 59,3; 65,4%). При механічному стиску композита характерним е показник вигнутої степеневої функції. Аналіз поведінки матеріалу при контактному деформуванні показав, що зв’язність вузлів сітки, яка виникає в результаті зшивання силікону і отвержувача, зростає по об’єму пор кристалічної гратки абразивних частинок при тиску. Пружний розтяг і стиск ланцюжків сітки в композитах гарантує повне ламінування поверхні, що обробляється, а тверді абразивні частинки між ланцюжками доповнюють структуру матеріалу.
Ключові слова: пружний абразив, механічні властивості, силікон/SiC композити, структура.

БУКЕТОВ А. В., ДОЛГОВ М. А., САПРОНОВ А. О., НИГАЛАТІЙ В. Д.

Міцність зчеплення при відриві і зрушенні епоксидних нанокомпозитних покриттів, наповнених ультрадисперсним алмазом (рос. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 71-78.

При формуванні нанокомпозитних матеріалів використовується епоксидний ліановий олігомер ЕД-20, як отвержувач - поліетиленполіамін, як наповнювач - ультрадисперсний алмаз із розміром частинок 4-6 нм. При цьому епоксидну діанову смолу ЕД-20 підігрівали до температури 353 К та проводили гідродинамічне змішування олігомера і нанонаповнювача з подальшою ультразвуковою обробкою композиції. Досліджено вплив концентрації наночастинок ультрадисперсного алмазу на адгезійні властивості композитів. Адгезійні характеристики матеріалів визначали шляхом вимірювання руйнівного напруження при рівномірному відриві склеєних циліндричних зразків. Міцність зчеплення при зсуві досліджували при вимірюванні зусилля при відриві плоских металевих зразків, з’єднаних внапуск за допомогою адгезиву (нано- композитного матеріалу). Площа склеювання зразків при випробуваннях на відрив і зсув була однаковою. За концентрації наночастинок 0,010...0,025 мас.ч на 100 мас.ч епоксидного олігомера ЕД-20 міцність зчеплення при відриві становила 25,0...26,3 МПа. Установлено, що з введенням наночастинок оптимальної концентрації міцність зчеплення при відриві підвищується в 1,5 раза (до 34,3 МПа), при зсуві - в 1,3 раза (до 10,8 МПа) порівняно з необробленою матрицею. Після введення наночастинок концентрацією 0,075...1,0 мас.ч адгезійна міцність матеріалів знижується. Досліджено поверхню відриву з’єднання нанокомпозитне покриття - металева основа. Показано, що міцність зчеплення при відриві покриття з когезійним характером руйнування максимальна, в той час як міцність зчеплення при зсуві покриття зі змішаним (адгезійно-когезійним) характером руйнування - підвищена.
Ключові слова: ультрадисперсний алмаз, епоксидний нанокомпозит, міцність зчеплення при відриві, міцність зчеплення при зсуві.

РІЗОВ В. І.

Аналіз руйнування тривимірної функціонально-градієнтної багатошарової балки (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 79-90.

Аналітично вивчено режим руйнування при відшаруванні для тривимірної функціонально-градієнтної багатошарової балки при визначенні зсуву на напустку з тріщиною на основі розрахунку швидкості виділення енергії деформації з використанням методів лінійно-пружної механіки руйнування. Балка може включати в себе довільну кількість шарів, кожен з яких має різні товщину і властивості компонентів. Матеріал кожного шару функціонально-градієнтний по ширині, товщині і довжині. Тріщина відшарування розташована довільно по висоті балки. Швидкість виділення енергії деформації отримано шляхом аналізу її густини у поперечному перерізі балки перед і за фронтом тріщини. Для верифікації її додатково проаналізовано за допомогою енергії деформації балки. Оцінено вплив градієнта матеріалу і розташування тріщини по висоті балки на режим руйнування при відшаруванні.
Ключові слова: функціонально-градієнтні матеріали, лінійно-пружна механіка руйнування, багатошарові конструкції.

КНЫШ В. В., СОЛОВЕЙ С. А., КИРЬЯН В. И., БУЛАШ В. Н.

Підвищення опору корозійній втомі зварних з'єднань високочастотним механічним проковуванням (рос. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 91-97.

Досліджено циклічну довговічність стикових і таврових зварних з’єднань у вихідному після зварювання стані та після зміцнення високочастотним механічним проковуванням. Зразки зварних з’єднань виготовляли з листового прокату товщиною 12 мм широко розповсюджених атмосферостійких сталей 10ХСНД і 15ХСНД. Випробування на утому проводили на повітрі та в корозійному середовищі (у 3%-ному розчині NaCl) при віднульовому змінному розтязі з частотою 5 Гц. Установлено, що використання високочастотного механічного проковування як способу поверхневого пластичного деформування металу з’єднань поблизу місць локалізації утомних пошкоджень призводить до збільшення циклічної довговічності зварних з’єднань на повітрі більш ніж у 10 разів. Підтверджено, що при випробуваннях у 3%-ному розчині NaCl границя обмеженої витривалості зварних з’єднань як у вихідному, так і у зміцненому стані зменшується. Показано, що в результаті зміцнення високочастотним проковуванням суттєво підвищуються характеристики опору корозійній утомі стикових зварних з’єднань сталі 15ХСНД: циклічна довговічність в 4...10 разів залежно від рівня прикладених напружень, границя обмеженої витривалості на базі 2 -10⁶ цикл на 85%. Експериментально установлено, що зміцнення в
3%-ному розчині NaCl призводить до збільшення циклічної довговічності таврових зварних з’єднань сталей 15ХСНД і 10ХСНД в 4...10 разів та в 3,5...4 рази відповідно. При цьому границя обмеженої витривалості підвищується на 114 і 80% відповідно. Руйнування більшої частини зміцнених зразків відбулося по основному металу віддалік від лінії сплавлення, а незміцнені зразки руйнувалися лише в області переходу металу шва на основний метал.
Ключові слова: зварне з'єднання, корозійне середовище, втома, високочастотне механічне проковування, підвищення опору корозійній втомі.

ТИМОШЕНКО О. В., КОВАЛЬ В. В., БАБАК А. М., ДИК К. Ф., СИДОРЕНКО Ю. М.

Вплив пластичного деформування при дорнуванні отвору у плоских зразках зі сплаву Д16чТ на малоциклову утому // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 98-104.

Розглянуто одну з найважливіших проблем машино- й авіабудівного комплексу, яка пов’язана з визначенням довговічності деталей і конструкцій, що працюють в умовах дії циклічного навантаження. Наявність місцевих конструкційних і технологічних концентраторів напружень суттєво ускладнює визначення прогнозованого ресурсу на стадії проектування деталей та конструкцій. Для зміцнення деталей з отворами використовують метод дорнування, а саме: метод пластичного деформування стінок отвору з метою досягнення на їх поверхні необхідної величини залишкової пластичної деформації. Наведено результати випробувань на малоциклову утому при віднульовому розтязі плоских лабораторних зразків із центральним технологічним отвором циліндричної форми, зміцненим методом дорнування, з авіаційного алюмінієвого сплаву Д16чТ. Розраховано геометричні параметри дорна, що забезпечують необхідне значення рівня залишкової пластичної деформації на поверхні отвору (1, 2 і 3%). Циклічне навантаження розтягом зразків здійснювалося в інтервалі напружень 150...270 МПа для пульсуючого циклу навантаження з частотою 3 Гц на установці Ві-02-112. Відмічено вплив величини пластичного деформування дорнованого отвору зразка на його циклічну довговічність і руйнування в залежності від величини навантаження. Установлено, що внаслідок пластичного зміцнення поверхні технологічних отворів виникає локальна область стискальних залишкових напружень, у результаті чого зменшується концентрація напружень навколо технологічного отвору при пульсуючому циклі навантаження та підвищується рівень граничних навантажень. Показано, що зразок зі зміцненим (до 3% пластичної деформації) методом дорнування технологічним отвором та циклічно навантажений напруженням розтягу до 170 МПа зруйнувався не по отвору (концентратору напружень). Початок зародження і подальший рух макротріщини відбувається по суцільній зоні зразка. Це свідчить про те, що за певної величини залишкових напружень у дорнованому отворі руйнування зразка в умовах малоциклової утоми стає нечутливим до наявності такого концентратора.
Ключові слова: плоскі зразки, дорнування отвору, малоциклова утома, довговічність, циклічне навантаження.

КАРПЮК В. М., КОСТЮК А. І., СЬОМИНА Ю. А.

Загальний випадок нелінійної деформаційно-силової моделі пролітних залізобетонних конструкцій (рос. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 105-118.

Розглянуто нелінійну деформаційно-силову модель стрижневої конструкції. На основі єдиних позицій механіки залізобетону модель дозволяє враховувати сумісну роботу бетону й арматури на всіх етапах, включаючи руйнування, в її розрахункових перерізах у загальному випадку напруженого стану. Установлено, що модель практично корисна завдяки можливості її використання при проектуванні або підсиленні балок, ригелів, колон і елементів роскісних ферм прямокутного перерізу, а також при перевірці несівної здатності існуючих стрижневих залізобетонних конструкцій, що працюють в умовах складного напружено-деформованого стану, включаючи малоциклове знакостале навантаження. Розроблено алгоритм визначення несівної здатності розрахункового перерізу залізобетонного стрижня при складному напруженому стані. Загальні фізичні співвідношення для цього перерізу наведено у вигляді матриці жорсткості. Алгоритм включає блок введення вихідних даних, основну частину, допоміжні підпрограми перевірки умов збільшення вектора навантаження і вичерпування несівної здатності та блока роздруку результатів розрахунків. На кожному етапі розрахунок проводиться шляхом виконання ітерацій до тих пір, доки точність визначення всіх компонент вектора деформацій не буде задовольняти деякій заданій величині. Розглянуто закономірності зміни нормальних і дотичних напружень, узагальнених лінійних і кутових деформацій та рівняння рівноваги для залізобетонного стрижневого елемента, який працює в умовах складного напруженого стану.
Ключові слова: залізобетонний елемент, напруження, деформації, деформаційно-силова модель, жорсткість, рівняння рівноваги.

ЮТАС А., МОЦКІЄНЕ Ю., ВАЙЦЮКИНАС В., ЖАЛДАРИС Г., ЦІНЕЛІС Г.

Характеристика деформованості сталі Ст3 для профілів високовольтних опор (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 119-133.

Установлено причини зміни механічних властивостей холоднокатаних кутиків із низьколегованої сталі Ст3 для старих конструкцій високовольтних опор. Вивчено ряд кінетичних кривих, що описують механічні властивості, у вигляді дотичних і пластичних модулів як найбільш прийнятних характеристик, оскільки узагальнені параметри можуть чіткіше відобразити зміну міцності і деформованості на будь якому етапі деформування. Представлено вихідні кількісні характеристики з метою виключення впливу якості елементів опор при їх виготовленні, щоб показати значення деформаційної поведінки для пояснення мікрострук- турної різноманітності. Мікроструктурні характеристики можуть впливати на рівень напружень у точках плинності, границі міцності і руйнування.
Ключові слова: опора, сталь Ст3, корозія під напруженням, мікроструктура.

СТРИЖАЛО В. О., СТАСЮК С. З.

Особливості розшарування металу абсорбера сірководню установки каталітичного риформінгу і гідроочищення // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 134-144.

Проаналізовано технічний стан абсорбера сірководню установки каталітичного риформінгу і гідроочищення, напрацювання якого у робочому середовищі з вмістом водню і сірководню становить 168000 годин (21 рік). У конструкції абсорбера використано марганцево-кремнієву сталь 17Г1С. Під час експлуатації в обичайці апарата утворилася конусоподібна ділянка під- поверхневого розшарування металу, яка простягнулася через увесь периметр. Враховуючи, що низькотемпературне (до точки кипіння води) водневе руйнування металу внаслідок наводнення і супроводжуюче його розтріскування є найбільш небезпечним видом корозії нафтового обладнання, для оцінки роботоздатності абсорбера і визначення впливу сірководневого середовища на структуру і механічні характеристики металу проведено комплекс лабораторних досліджень зразків вирізки металу пошкодженої ділянки обичайки. Установлено, що розшарування відбулося посередині перетину металу і зумовлено макронеоднорідністю прокату, тобто осьовою лікваційною зоною, яка є найбільш слабкою ділянкою деформованого металу. Рентгеноструктурний фазовий аналіз підтвердив металургійний фактор виникнення розшарування листа обичайки. Металографічні дослідження показали, що підповерхневе воднево-індуційоване розтріскування розшаруванням викликано скупченням крихких подрібнених неметалевих включень, в основному сульфіду марганцю, і розповсюджується переважно по сульфідних плівках вздовж напрямку прокату. Представлено результати експериментальних досліджень зразків. Фрактографічні дослідження поверхні злому зразків після механічних випробувань показали, що руйнування в’язке і відбувається шляхом злиття мікропор при руйнуванні перемичок між ними. Ведучим механізмом утворення мікропор є неоднорідність пластичної деформації в мікрооб’емах навколо неметалевих включень.
Ключові слова: сірководневе середовище, абсорбер сірководню, воднево-індуційоване розтріскування, розшарування, механічні характеристики, металографія, фрактографія.

ВОРОБЬЕВ Є. В.

Про достовірність визначення механічних характеристик матеріалів при низьких температурах (рос. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 145-152.

Досліджено ефекти, пов’язані із зразками і навантажувальним пристроєм, під час випробувань металів на розтяг у жорсткому режимі, в тому числі в умовах кріогенних температур до 4,2 К. Показано, як накопичення потенціальної пружної енергії та її подальша розрядка при розвитку деформації зразка впливають на кінетику процесу. Отримано залежності швидкості від величини деформації та коефіцієнта жорсткості (співвідношення жорсткостей зразка і машини). Відзначається, що величини початкової і номінальної швидкостей деформації в разі податливої машини можуть відрізнятися на порядок. Для отримання близьких для різних машин величин швидкостей деформації на початковій стадії процесу запропоновано формулу, яка дозволяє розрахувати необхідну номінальну швидкість. За температур нижче 30 К вплив жорсткості машини, розмірів і форми зразків на одержувані характеристики різко посилюється, що вимагає спеціальних заходів при проведенні випробувань. Розглянуто ряд міжнародних і національних стандартів. Показано, що на сьогодні сан стандартизації випробувань металів на розтяг є незадовільним, а вимоги діючих нормативних документів - мінімальними, що не відповідає темпам розвитку випробувальної техніки. Істотно підняти рівень достовірності отриманих механічних характеристик дозволили б такі першочергові заходи, як обмеження податливості машин, звуження діапазону розмірів зразків, поряд із нормуванням коефіцієнта жорсткості і обов’язковим вибором номінальної швидкості деформації з урахуванням останнього.
Ключові слова: жорсткість, швидкість деформації, масштабний ефект, криогенні температури, стандартний метод.

КОВАЛІК М., МАЗУР Т., ТРЖЕПІЧІНСЬКІ Т.

Визначення глибини деформованого шару при обкочуванні роликом (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 153-165.

Наведено методики визначення глибини пластично деформованого верхнього шару матеріалу при обкочуванні роликом. Аналітичний метод розроблено на основі теорії Герца-Беляєва. Глибину такого шару отримано як функцію зусилля обкочування, міцності матеріалу і геометрії ролика. Аналітичний розв’язок перевірено оригінальним методом, що базується на вимірюванні лицьового профілю кілець. Розроблено математичну модель теоретичного розв’язку і план експериментів. Чисельне моделювання глибини пластично деформованого шару виконано методом скінченних елементів. Результати, отримані аналітичним і експериментальним методами, показують їх хорошу відповідність.
Ключові слова: глибина деформованого шару, пластична деформація, скінченно- елементний метод, обкочування роликом.

ШЕНГ Л. Й., ДУ Б. Н., ЗАН С. П., ЛАЙ Ц., ЖИАО Д. К., ГАО Й. Б., КСИ Т. Ф.

Оптимізація мікроструктури і механічних властивостей доевтектичного сплаву NiAl/Cr(Mo,W), зміцненого фазою Лавеса, при литті методом вакуумного всмоктування (англ. мов.) // Проблеми міцності. – 2018. - № 3. – С. 166-178.

Отримано легований ніобієм (Nb) доевтектичний сплав NiAl/Cr(Mo,W) при звичайному литті і литті методом вакуумного всмоктування. Вивчено його мікроструктура і механічні властивості при стиску для оцінки впливу процесу виробництва. Показано, що велика первинна фаза NiAl і евтектична комірка NiAl/Cr(Mo) є основними компонентами сплаву NiAl/Cr(Mo,W)-Nb. Введення Nb зумовлює виникнення фази Лавеса по межі евтектичної комірки. Лиття методом вакуумного всмоктування суттєво поліпшує стан евтектичної комірки NiAl/Cr(Mo), первинної фази NiAl, евтектичної ламелі, міжкомірчастої області і фази Лавеса Cr₂Nb, забезпечує рівномірний розподіл останньої та підвищує розчинність сплаву в твердому стані. За кімнатної температури границя плинності ливарного сплаву, отриманого методом вакуумного всмоктування, сягає 1495 МПа, опір стиску - 2030 МПа, пластичність - 30%, що приблизно на 50, 30 і 100% відповідно вище за аналогічні показники звичайного ливарного сплаву. Суттєве поліпшення механічних властивостей за кімнатної температури може бути зумовлено оптимізаціею мікроструктури при литті методом вакуумного всмоктування. При 1273 К механічні властивості сплаву майже такі ж, що головним чином пов’язано зі збільшенням міжкомірчастої області.
Ключові слова: лиття методом вакуумного всмоктування, фаза Лавеса, мікроструктура, доевтектичний сплав NiAl/Cr(Mo,W), механічні властивості.