Представлені результати аналізу коректності математичної моделі, що враховує вплив напружень на радіаційне розпухання металу в задачах механіки пружнопластичного деформування. Розглядаються сучасні підходи до моделювання радіаційного розпухання, що враховують пошкоджуючу дозу, температуру опромінення і вплив напруженого стану на деформації розпухання. Сформульовано визначальні рівняння, що дозволяють описувати процеси пружнопластичного деформування з урахуванням впливу виду напруженого стану на радіаційне розпухання металу. На основі результатів аналізу цих рівнянь отримана нижня оцінка для гранично допустимої величини вільного распухания металу, при якій забезпечується коректність розглянутих рівнянь пластичності. Наведено оцінки гранично допустимої величини вільного розпухання і дози радіації для сталі 08Х18Н10Т при різних температурах опромінення. У практиці розрахунків на міцність такі оцінки необхідні на етапі постановки завдання для аналізу вихідних даних, оскільки дозволяють апріорі оцінити можливість отримати рішення задачі при заданому распухании. Крайова задача, що описує неізотермічні процеси пружнопластичного деформування з урахуванням деформацій розпухання, сформульована у вигляді нелінійного операторного рівняння. За допомогою отриманої оцінки для гранично допустимої величини вільного розпухання встановлені існування, єдиність і безперервна залежність узагальненого рішення від прикладених навантажень, температурних деформацій і деформацій розпухання. Досліджено збіжність методів пружних розв’язків і змінних параметрів пружності для розв'язання крайових задач термопластичності з урахуванням деформацій радіаційного розпухання.
Ключові слова: теорія пластичності, напружений стан, девіатори напружень і деформацій, пружнопластичне деформування, радіаційне розпухання, крайова задача, ітераційні методи, збіжність.

Наведено особливості структури, механічні властивості і напружений стан зварних з’єднань інтерметаліду системи ТіАl(Nb, Сг, Zг) після електронно-променевого зварювання і подальшої локальної термічної обробки електронним променем. Досліджено напружений стан зварних з’єднань. Показано, що напруга, яка формується безпосередньо після зварювання, сприяє появі в зварному шві холодних тріщин. Залишкові напруження в зварних з’єднаннях визначали за допомогою розробленої в Інституті електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України технології і компактної апаратури на основі методу електронної спекл-інтерферометрії. Установлено, що після електронно-променевого зварювання через швидке охолодження металу шва відбуваються фазові трансформації, які призводять до зниження його механічних характеристик. Розроблено спосіб локальної термообробки зварного з’єднання електронним променем безопосередньо після закінчення процесу зварювання. Параметри процесу локальної термообробки дозволяють значно зменшити швидкість охолодження, підтримуючи температуру зварного з’єднання протягом 5 хв на рівні 900оС. Це дозволяє суттєво знизити рівень залишкових напружень у шві і сприяє утворенню сприятливої трикомпонентної структури: γ -фази, (γ + α2)-фази і β -фази, що збільшує пластичність зварного шва. Дослідження механічних властивостей при випробуванні зварного шва на стиск показали, що після локальної термообробки підвищується границя текучості, а також значно зростають границя міцності і ступінь деформації при стиску. Запропонована локальна термічна обробка є ефективною й економічно виправданою, що дозволяє знизити залишкові зварювальні напруження на 30%. Це запобігає утворенню тріщин у зварних швах, покращує їх структуру і механічні характеристики.
Ключові слова: інтерметаліди, електронно-променеве зварювання, механічні властивості, напруження, холодні тріщини, локальна термічна обробка.

Представлено результати обчислювальних експериментів із визначення впливу параметрів бандажного зв’язку робочих лопаток на їх вимушені коливання на прикладі пакета з двох лопаток. Задача вирішувалась при варіюванні кута нахилу бандажних полиць як параметра їх контактної взаємодії й амплітуди кінематичного збудження коливань, зумовленого гармонічним переміщенням кореневого перерізу пакета. Як характеристики вимушених коливань лопаток прийнято їх амплітуду переміщень у площині коливань пакета й інтенсивність напружень у пері лопатки. Для проведення досліджень використано скінченноелементні моделі пакета лопаток, які побудовано за допомогою лінійних 8- та 4-вузлових контактних скінченних елементів. Отримано залежності вибраних характеристик вимушених коливань у пері лопаток від кута нахилу контактних поверхонь їх бандажних полиць до площини обертання робочого колеса та рівня кінематичного збудження коливань пакета. Показано, що зміна кута суттєво впливає на характеристики напруженого стану досліджуваних лопаток і призводить до появи локального мінімуму характеристик їх вимушених коливань. При цьому збільшення амплітуди кінематичного переміщення кореневого перерізу пакета зумовлює зростання жорсткості бандажного зв’язку лопаток та зниження викликаного ним розсіювання енергії.
Ключові слова: пакет бандажованих лопаток, вимушені коливання, орієнтація контактних поверхонь, скінченноелементна модель.

Численно досліджено вплив контактних умов і зазору між металевим і композитним шарами на напружено-деформований стан і міцність двошарового металокомпозит- ного циліндра при внутрішньому вибуховому навантаженні в повітряному середовищі. Прийнято, що за відсутності зазору між металевим і композитним шарами натяг відсутній. Задача розглядалася на основі загальних рівнянь теорій пружності та пластичності в одновимірній постановці (плоский деформований стан), що дозволяє виключити особливості навантаження і деформування по довжині циліндра. За відсутності початкового зазору вивчено випадок ідеального контакту між шарами. Внутрішній шар виготовлено з тієї чи іншої ізотропної пружно-пластичної сталі з суттєво різної границей текучості (сталі 20 і 40ХНМА), зовнішній - із пружного впритул до руйнування циліндрично транстропного композита з окружним армуванням. Динамічну крайову Ш-задачу розв’язували за допомогою учбової версії програми SL-DYNA, що входить до складу комерційного пакету прикладних програм ANSYS. Метод розв’язку - скінченнорізницевий інтегро-інтерполяційний алгоритм Уілкінса, включений в дану версію програми. Установлено що міцність металокомпозитного циліндра при внутрішньому вибуху визначається міцністю зовнішнього композитного шару при розтязі в радіальному напрямку та нелінійно і немонотонно залежить від початкового зазору між шарами. Максимальна міцність реалізується при ідеальному або неідеальному з нульовим початковим зазором контакті, мінімальна - при початковому зазорі, який дорівнює приблизно половині максимального переміщення внутрішньої стальної оболонки за відсутності зовнішнього композитного шару. Для виготовлення підкріпного внутрішнього шару з точки зору міцності недоцільно використовувати леговані конструкційні сталі з великою границею текучості, більш ефективні сталі з невисокою границею текучості.
Ключові слова: комерційний пакет прикладних програм SL-DYNA, металокомпозитний двошаровий циліндр, початковий міжшаровий зазор, внутрішнє вибуховий навантаження в повітряному середовищі, динамічне напружено-деформований стан і міцність.

Приведено методики випробувань на малоциклову втому і циклічну тріщиностійкість сталі 10ГН2МФА за температури 20 і 270°С. Експериментально визначено кінетичні діаграми утомного руйнування, а також характеристики малоциклового пластичного деформування і руйнування. Показано відмінність у кінетиці малоциклового пластичного деформування - циклічне знеміцнення при 20°С і зміцнення при 270°С, що впливає на циклічну довговічність і тріщиностійкість сталі. При дослідженні останньої використовували дві методики випробувань: з убуванням розмаху коефіцієнта інтенсивності напружень і з постійною величиною навантаження.
Ключові слова: малоциклове деформування, циклічна тріщиностійкість, циклічне зміцнення-знеміцнення, кінетична діаграма втомного руйнування, температура.

Розглянуто просторову осесиметричну задачу повзучості тіл обертання складної форми з функціонально-градієнтних матеріалів. Для варіаційної постановки задачі використовується функціонал у формі Лагранжа, заданий на кінематично можливих швидкостях переміщень. Для основних невідомих задачі повзучості - переміщень, напружень і деформацій - в точках просторової дискретизації сформульовано задачу Коші за часом. При цьому початкові умови для шуканих функцій знаходяться з розв’язку задачі пружного деформування тіла. Розроблено чисельно-аналітичний метод розв’язання нелінійної початково-крайової задачі повзучості, який базується на використанні методів ^-функцій, Рітца і Рунге-Кутта-Мерсона. До переваг запропонованого методу можна віднести: точне врахування геометричної інформації щодо крайової задачі на аналітичному рівні, без будь-якої її апроксимації, подання наближеного розв’язку задачі в аналітичному вигляді, автоматичний вибір часового кроку. Розв’язано задачі повзучості для порожнистого прямого циліндра і тіла обертання складної форми - циліндра з вирізом еліптичної форми на зовнішній поверхні, навантажених постійним внутрішнім тиском. Повзучість матеріалу описується законом Нортона. Розглянуто різні закони зміни властивостей повзучості матеріалу вздовж радіальної координати. Досліджено вплив градієнтних властивостей матеріалу та геометричної форми на напружено-деформований стан тіл обертання. Показано, що ступінь впливу геометричної форми на напружено-деформований стан при повзучості істотно залежить від властивостей матеріалу.
Ключові слова: функціонально-градієнтний матеріал, тіло обертання, повзучість, метод R-функцій.

Експериментально досліджено різні види скла методом дряпання індентором Роквелла поверхні зразка до відколювання його кромки (метод Б+ЕЕ). У результаті фрактографічного аналізу емпіричних даних визначено особливості руйнування матеріалів. Запропоновано відколи поділяти на дві принципово різні групи. Для першої групи властиве руйнування кромки, що відбувалось з утворенням повністю сформованого відколу “мушлеподібного” виду з характерними зонами поширення руйнівної тріщини (слід розвитку асиметричної квазіконічної тріщини). Друга група відколів - це руйнування кромки без плавно окреслених границь виходу руйнівної тріщини на бічну поверхню зразка із сукупністю відгалужених і хаотично спрямованих тріщин з утворенням дзеркальної зони порівняно невеликих розмірів. Продемонстровано закономірності зміни форми шрамів відколів (траєкторій розповсюдження руйнівної тріщини) зі збільшенням руйнівного навантаження на індентор або відстані руйнування. Установлено, що величина опору руйнуванню інваріантна руйнівному навантаженню і не залежить від асиметрії шрамів відколів за їх видами збоку. Наведено кореляційну залежність між результатами випробувань методами S+EF і SEVNB різних видів скла, що виявляє ефект від значного розтріскування і дроблення матеріалу в зоні його контакту з індентором на здатність скла чинити опір руйнуванню при локальному навантаженні кромки. Запропоновано застосовувати метод дряпання індентором поверхні зразка до відколювання його кромки в інженерній практиці як метод експрес-оцінки пошкоджуваності та опору руйнуванню скла при вирішенні оптимізаційних задач, атестації або цілеспрямованому виборі матеріалів.
Ключові слова: скло, дряпання, відколювання краю, шрам відколу, опір руйнуванню, тріщиностійкість.

Установлено, що неоднорідність структури титанового сплаву ВТ23 після ударно-коливального навантаження призводить до збільшення пластичності матеріалу та зміни механізмів руйнування. Локалізація деформаційних процесів впливає на розміри та кількісний розподіл ямок на поверхні руйнування. Розвинуто підхід, який дозволяє виявляти ямки відриву на поверхні зламу сплаву, зокрема після ударно-коливального навантаження. На основі фрактографічного контролю обчислено параметри ямок, а саме: площу, кількість, еквівалентний діаметр, візуальну глибину. За отриманими параметрами для всієї сукупності виявлених ямок проведено їх статистичний аналіз та встановлено додаткові закономірності руйнування сплаву на мікрорівні. Це створює передумови для попередньої порівняльної оцінки стану титанових сплавів, модифікованих ударно-коливальним навантаженням, за результатами фрактографічного аналізу.
Ключові слова: ударно-коливальне навантаження, механізми руйнування, фрактографія, ямки відриву, обробка зображень, розпізнавання, статистичний аналіз.

Розглядається одна з актуальних проблем цілеспрямованого управління властивостями матеріалу виробів у тих зонах, які знаходяться в області дії критичних навантажень, що призводить до їх руйнування або втрати службових характеристик. Технології дифузійного насичення поверхневих шарів деталей (хіміко-термічна обробка) є ефективним методом зміцнювальної обробки деталей складної геометричної форми. Розроблену в Інституті проблем міцності ім. Г. С. Писаренка НАН України технологію іонно-плазмового термоциклічного азотування було використано для обробки зразків із жароміцного сплаву ЧС70ВИ з метою вивчення її впливу цієї характеристики на опору втомі. Наведено технологію і режими іонно-плазмового термоциклічного азотування поверхні зразків. При такій технології нагрівання здійснюється за рахунок енергії тліючого разряду. При цьому суттєво (~10 раз) зменшується витрата електроенергії порівняно з іншими подібними хіміко-термічними обробками. Проведено мікроструктурні дослідження з метою отримання характеристик поверхневого шару зразків після іонно-плазмового термоциклічного азотування. Отримано розподіли легуючих і насичувальних елементів по глибині зразка. Мікроструктурні дослідження показали, що на поверхні зразків після обробки утворився достатньо однорідний шар глибиною 3 мкм, який рівномірно розподілений по поверхні зразка. Для оцінки впливу технологічної обробки зразків проведено випробування на втому цих зразків і зразків у вихідному стані. Показано, що завдяки сформованому зміцненому шару на робочій поверхні зразків сповільнюється процес розсіяного накопичення пошкоджень при циклічному навантаженні і підвищуються характеристики опору втомі: границя витривалості на базі N = 107 цикл зразків після технологічної обробки на 32% вище, ніж зразків у вихідному стані.
Ключові слова: опір втоми, межа витривалості, жароміцний сплав ЧС70ВИ, технологія обробки, іонно-плазмове термоциклічне азотування, мікроструктурні дослідження.

Аналізуються діаграми граничних напружень циклу зварних з’єднань низьковуглецевих та низьколегованих сталей різного рівня міцності за умов, що вони містять однаковий рівень усталених залишкових напружень. На прикладі випробувань стикових зварних з’єднань сталей запропоновано методику розрахунку границі витривалості при різних значеннях граничних усталених залишкових напружень. Отримано можливість розрахунковим способом визначати діаграми граничних напружень циклу. Показано, що в дослідженому діапазоні зміни відносних значень середніх напружень циклу та усталених залишкових напружень зварні з’єднання сталей з більшим рівнем міцності мають більш високі значення границі витривалості. Установлено, що при однакових відносних значеннях середнього напруження циклу зварні з’єднання більш міцних сталей мають більші усталені залишкові напруження і границю витривалості, яка інтенсивно зростає з їх підвищенням.
Ключові слова: зварене з'єднання, гранична амплітуда циклу, середні напруження циклу, усталенне залишкове напруження, границя витривалості, діаграма граничних напружень циклу.

Досліджено вузли експлуатованого протягом 33 років морського портального крана щодо можливої втрати стальним листовим прокатом вихідного опору крихкому руйнуванню. За допомогою тензометричного методу прогнозували рівень експлуатаційних напружень. Установлено чітку залежність між останнім і спадом ударної в’язкості, визначеної на зразках Шарпі. Показано, що рівень ударної в’язкості поперечних зразків нижчий за такій для поздовжніх. Виявлено, що відмінності в опорі крихкому руйнуванню зразків, по-різному орієнтованих стосовно напряму вальцювання, зростають зі збільшенням ступеня деградації металу. Ступінь деградації вздовж волокон вальцювання зростає зі зменшенням товщини листового прокату, що можна пояснити агресивним впливом морського середовища як чинника наводнювання металу.
Ключові слова: портальний кран, експлуатаційна деградація сталі, опір крихкому руйнуванню, розшарування, вплив водню.

Проведено експериментальні і теоретичні дослідження максимальних допустимих навантажень стиску тонкостінних колон квадратного перерізу зі сталевих холодноформованних профілів із проміжними ребрами жорсткості при осьовому стиску. Виконано випробування п’ятнадцяти зразків тонкостінних колон з різними розмірами поперечного перерізу. Спостерігалося локальне випинання, жолоблення і поєднання зазначених типів втрати стійкості. Експериментальні значення максимальних допустимих навантажень стиску колон порівнювалися з розрахунковими, отриманими методами ефективної ширини і прямої оцінки міцності відповідно до стандартів США для холодноформованих сталевих профільних конструкцій. Показано, що метод ефективної ширини забезпечує консервативну оцінку міцності зразків. Проаналізовано надійність такої оцінки та її відповідність стандартам проектування сталевих конструкцій.
Ключові слова: кут, складові профілі квадратного перетину, холодноформовані сталеві профілі, деформація, втрата стійкості, тонкостінна колона, локальне випинання.

Залишкові напруження в гарячеекструдованих прутках А1-6061 із великою утяжкою поперечного перерізу досліджувалися контурним методом шляхом створення їх двовимірної карти. Залишкові напруження при утяжці оцінювалися через зміну радіуса прутків до та після термічної обробки відпалом з урахуванням невизначеної сингулярності контурного методу. Показано, що всередині екструдованих прутків із великою утяжкою поперечного перерізу виникають залишкові радіальні напруження розтягу, які зрівноважуються залишковими напруженнями стиску на їх поверхні. При зменшенні утяжки і збільшенні діаметрів прутків залишкові напруження зростають, а термічна обробка відпалом зменшує їх рівень і покращує баланс між залишковими напруженнями розтягу та стиску. Дослідження сингулярності контурного методу показали, що максимальні і мінімальні невизначеності спостерігаються в центрі та на периметрі поперечного перерізу, причому останні мають найбільший вплив на оцінку залишкових напружень.
Ключові слова: екструзія з великою утяжкою, залишкові напруження, контурний метод, невизначеність, термообробка.

Вирівнювання валками сталевих пластин використовується для поліпшення їх площинності, але в той же час воно істотно знижує рівень залишкових напружень і неоднорідність їх розподілу. Наведено результати вимірювань залишкових напружень за допомогою пристрою Stresscan 500C (на основі методу магнітопружних шумів Баркгаузена) для листів зі сталей марок S235 і S355 без вирівнювання і після вирівнювання валками.
Ключові слова: вирівнювання плити валками, сталевий лист, залишкові напруження, метод шуму Баркгаузена.

Розглядається модель частково прискорених ресурсних випробувань за постійного напруження з цензурованими даними II типу для випадку лінійного розподілу частоти відмов. Для визначення невідомих параметрів моделі використано імовірнісні і байесові методи. Оцінки максимальної правдоподібності параметрів моделі отримані методом Ньютона-Рафсона. Попередні середні значення та їх відхилення розраховувалися за допомогою функції втрат квадратичних відхилень із використанням процедури апроксимації Ліндлі. Показано переваги останньої щодо інших типів апроксимації. Моделювання методом Монте-Карло забезпечило порівняльний аналіз ефективності запропонованих методів оцінки.
Ключові слова: частково прискорені ресурсні випробування, постійні напруження, лінійний розподіл частоти відмов, максимальне правдоподібність, середньоквадратичні помилки, оцінка Байєса, функція втрат квадратичних відхилень, апроксимація Линдли, цензурування II типу.

Виконано скінченноелементне дослідження напружень у моделях премолярних зубів, відновлених за допомогою штифтів із полімерних волокон. Оцінено вплив напрямку навантаження, коронки і сусідніх зубів на розподіл напружень. Розглянуто три тривимірні моделі премолярних зубів: модель 1 - здоровий зуб, модель 2 - зуб із кореневою пломбою, штифтом із полімерних волокон і наповнювачем із композитної смоли і модель 3 - зуб із кореневою пломбою, штифтом із полімерних волокон, наповнювачем із композитної смоли і керамічною коронкою. Ще три моделі 4, 5 і 6 було створено з використанням моделей 1, 2 і 3 в комбінації із сусідніми зубами. Для аналізу використовувалася програма структурного аналізу Cosmworks (SolidWorks Corp, Уолтем, США), результати було представлено у вигляді еквівалентних напружень за критерієм Мізеса. Високі концентрації напружень спостерігалися на мезиальній стороні моделей здорових зубів, в решті випадків напруження були локалізовані на обох сторонах. Навантаження з ухилом викликали більш високі концентрації напружень у структурі зуба в порівнянні з нормальними навантаженнями. Наявність сусідніх зубів покращувала розподіл і знижувала концентрацію напружень у моделях 4, 5 і 6. При цьому наявність коронки не впливала на вищевказані тенденції розподілу напружень.
Ключові слова: метод скінченних елементів, проксимальний контакт, розподіл напружень, зубний протез.

Розроблено систему реєстрації укорочення циліндричних зразків під час випробувань на статичне стиснення на основі оригінального екстензометра одноконсольного типу та аналогоцифрового перетворювача L-Card E-440 із програмним забезпеченням Power Graph для збору та попередньої обробки даних. Побудовано діаграми деформування сталей 26H2MF та St12T за стиснення за підвищених температур. Установлено вплив температури на їх механічні характеристики. Показано, що за підвищених температур (200...800°С) механічні характеристики сталі St12T вищі, ніж сталі 26H2MF, тоді як за більш низьких температур (20...200°С) вони близькі. Установлено, що за підвищених температур для сталі St12T характерна суттєва різниця між границею текучості, визначеною за розтягу та стиску. За температур, вищих за 400°С, відношення границі текучості за розтягу до границі текучості за стиску для сталі St12Tрізко зменшується, в той час як для сталі 26H2MF воно майже не змінюється. Характер таких залежностей, очевидно, пояснюється структурно-фазовим складом сталей, який визначає їх опір пружно-пластичному деформуванню за стиску.
Ключові слова: механічні характеристики, стиск, турбогенератори, леговані сталі, підвищені температури.

Описано програму MEPR Calculator, що дозволяє автоматизувати розрахунки модуля поздовжньої пружності і коефіцієнта Пуассона конструкційних матеріалів відповідно до діючих стандартів на їх визначення. Розглянуто діаграму деформування матеріалу, що має виражену лінійну ділянку. За допомогою програми можна оцінити міру узгодженості розрахованих і експериментальних даних по значеннях коефіцієнтів детермінації r і варіації V не лише при розрахунку модуля пружності, а й коефіцієнта Пуассона. Характерною особливістю програми є виведення і візуалізація в режимі реального часу розрахованих параметрів у процесі встановлення границь лінійної ділянки діаграми деформування, що дозволяє значно полегшити і прискорити розрахунок модуля поздовжньої пружності і коефіцієнта Пуассона за умови найкращої узгодженості даних.
Ключові слова: модуль пружності, коефіцієнт Пуассона, розрахунок, розтягнення, стиснення, границя плинності, коефіцієнт детермінації, коефіцієнт варіації.