Розглянуто особливості розрахункової оцінки формозміни вигородки активної зони реактора ВВЕР-1000 в процесі експлуатації. Наведено результати розрахункового аналізу формозміни вигородки з використанням сучасних підходів до моделювання радіаційного розпухання аустенітних сталей, що знаходяться під впливом нейтронного опромінення і підвищеної температури в обмежених умовах. Сформульовано основні положення пружно-пластичного розрахунку напружено-деформованого стану вигородки і внутрішньокорпусної шахти реактора з урахуванням деформацій радіаційного розпухання і умов контактної взаємодії. В основу розрахункового аналізу покладено змішану схему методу скінченних елементів, яка забезпечує безперервну апроксимацію як для переміщень, так і для напружень і деформацій, що дозволяє визначати напружено-деформований стан із високим ступенем точності. Розрахунки виконано у двовимірній постановці для поперечного перерізу вигородки з максимальною по висоті пошкоджуючою дозою і температурою опромінення за умови узагальненої плоскої деформації. Результати розрахунків наведено для умов роботи реактора на повній потужності і планової зупинки для перевантаження тепловиділяючих збірок у кінці кампанії. Дані про напружено-деформований стан і формозміну вигородки отримано на основі розв’язання зв’язаної контактної пружно- пластичної задачі в залежності від накопиченої пошкоджуючої дози опромінення і, як наслідок, накопичених деформацій радіаційного розпухання металу. Розрахунки виконано з урахуванням перерозподілу температури внаслідок порушення проектних умов протоку теплоносія в зоні контакту вигородки з шахтою. Згідно з розрахунковими даними неврахування деформацій радіаційного розпухання призводить до некоректної оцінки формозміни вигородки в процесі експлуатації, а використання прийнятої моделі вільного розпухання - до надмірно консервативних результатів формозміни навіть у межах проектного терміну експлуатації. Для розглянутих доз опромінення вплив середнього нормального напруження на радіаційне розпухання металу вносить основний вклад у визначення напружень і формозміну вигородки. При експлуатації реактора понад проектний період має місце локальний контакт вигородки з шахтою в зоні кругового отвору поздовжнього охолоджуючого каналу з найбільшим діаметром і паз-каналу для протоку теплоносія між вигородкою і шахтою. Результати розрахунків отримано з використанням медіанних і консервативних параметрів температурно-дозової залежності вільного розпухання аустенітної сталі 08Х18Н10Т. При моделюванні медіанної залежності вільного розпухання вичерпання номінального зазору між вигородкою і шахтою не спостерігається в межах проектного терміну експлуатації. Розрахункова оцінка з урахуванням консервативних параметрів розпухання призводить до помітного зменшення зазору між вигородкою і шахтою, а також локального контакту вигородки з шахтою в кінці проектного терміну експлуатації. Залишковий зазор між дистанціонуючими решітками периферійних тепловиділяючих збірок і гранями вигородки реактора забезпечується при медіанній і консервативній залежностях радіаційного розпухання.
Ключові слова: реактор ВВЕР-1000, вигородка, внутрішньокорпусна шахта, тепловиділяючі збірки, активна зона, напружено-деформований стан, радіаційне розпухання, пошкоджуюча доза, метод скінченних елементів.

При фрезеруванні тонкостінних деталей, зокрема робочих лопаток авіаційних газотурбінних двигунів, незважаючи на відсутність автоколивань, які мають місце за класичного кінцевого фрезерування масивних заготовок, можливе збудження їх вимушених коливань внаслідок переривчастості процесу обробки. Пропонується розрахунковий метод визначення оптимальних режимів такого виду фрезерування, що забезпечують мінімізацію рівня їх вимушених коливань і необхідну якість обробленої поверхні. Запропоновано модель визначення сил різання при розглянутому виді обробки. За розрахункову модель досліджуваних деталей для вивчення їх вимушених коливань обрано дисипативну систему з одним ступенем свободи. Описано методику експериментальних досліджень із використанням розробленого випробувального устаткування для вивчення особливостей коливань тонкостінних конструктивних елементів при їх обробці кінцевим фрезеруванням. Наведено порівняння результатів розрахунків із даними експериментальних досліджень у широкому діапазоні частот обертання шпинделя. Показано задовільний збіг частоти обертання шпинделя при найбільших і найменших амплітудах коливань деталі. Аналіз шорсткості обробленої поверхні свідчить про її очевидну залежність від амплітуди коливань деталі. Досягнення найменшої амплітуди коливань сприяє отриманню найкращої якості обробки. Спектральний аналіз переміщень деталі вказує на наявність биття при близькості її власної частоти коливань до частоти їх збудження, що є основним джерелом підвищення амплітуди і погіршення стану оброблюваної поверхні. Найменші амплітуди коливань мають місце при частотах їх збудження між резонансними станами. Аналіз закону руху оброблюваної деталі під час фрезерування підтверджує правильність його моделювання і визначення режимів вібростійкості.
Ключові слова: тонкостінна деталь, фрезерування, коливання, вібростійкість.

На основі результатів експериментальних досліджень зразків із нержавіючої сталі 12Х18Н10Т при жорсткому (контрольовані деформації) процесі деформування, що включає послідовність монотонних і циклічних режимів навантаження, виявлено деякі особливості і відмінності між ізотропним і анізотропним зміцненням при монотонних і циклічних навантаженнях. Для опису цих особливостей в рамках теорії пластичності (модель Бондаря) в просторі тензора пластичних деформацій вводяться критерій зміни напряму пластичного деформування і поверхня пам’яті, що дозволить розділити процеси монотонного і циклічного навантаження. Для опису перехідних процесів формулюються еволюційні рівняння для параметрів ізотропного й анізотропного зміцнення. Порівнюється зміна напружено-деформованого стану в процесі монотонного і циклічного навантаження, отримана шляхом розрахунку та експерименту.
Ключові слова: монотонне і циклічне навантаження, теорія пластичності, поверхня пам'яті, базовий експеримент, метод ідентифікації.

Наведено результати експериментальних досліджень процесу накопичення пошкоджень сталей 10ГН2МФА та 15Х2МФА методом LM -твердості при різних видах напруженого стану за циклічного навантаження за кімнатної та підвищених температур, що відповідають умовам експлуатації елементів конструкцій. Розглянуто кінетику накопичення пошкоджень металу на стадіях уповільненої й усталеної повзучості з урахуванням впливу складного напруженого стану та деформації повзучості на величину коефіцієнта гомогенності. Підвищений рівень початкової деформації за циклічної повзучості призводить до інтенсивнішого накопичення пошкоджень металу, що зумовлює більш ранній початок його руйнування порівняно з меншою початковою деформацією. Наведено отримані експериментально граничні значення коефіцієнтів гомогенності, що відповідають втраті стійкості пластичного деформування, за якої внаслідок зменшення площі поперечного перерізу та модуля зміцнення порушується стійке деформування металу з подальшим його руйнуванням. Визначено швидкість зміни гомогенності досліджуваних сталей при різних співвідношеннях головних напружень циклу за циклічної повзучості. Показано суттєвий вплив виду напруженого стану при рівновазі між процесами деформаційного зміцнення та знеміцнення металу конструкції (зразка) на стадії усталеної повзучості. Установлено вплив виду напруженого стану та температури на кінетику накопичення пошкоджень досліджуваних матеріалів, зокрема на довговічність металу за циклічної повзучості.
Ключові слова: теплостійка сталь, циклічне навантаження, підвищена температура, плоский напружений стан, метод LM-твердості, коефіцієнт гомогенності, пошкодження металу, втрата стійкості пластичного деформування.

Вивчено опір руйнуванню наноламінатних керамічних матеріалів вітчизняного та зарубіжного виробництва методом EF. Згідно з цим методом передбачається сколювання прямокутних кромок зразка за допомогою індентора, що дозволяє визначати такі характеристики тріщиностійкості, як опір сколюванню та крайова в’язкість. Показано, що визначення коефіцієнта інтенсивності напружень експериментальним методом, який передбачає занурення у поліровану поверхню зразка індентора Вік- керса й вимірювання розмірів тріщин, що формуються біля кутів його відбитка, неможливо. Оцінено вплив концентрації напружень у зоні контакта індентора з поверхнею зразка на опір руйнуванню кераміки. Для створення різної концентрації напружень під час випробувань використовувались конічні алмазні індентори з різним радіусом закруглення їх вершин. Дослідження зразків вітчизняного титано- алюміністого карбіду Ti3AlC2 показали, що зі зниженням рівня концентрації напружень (застосування інденторів з усе більшими радіусами закруглення їх вершин) його крайова в’язкість зростає менше, ніж така кераміки Y2O3 та TS кераміки Mg-PSZ. Це свідчить про обмежену чутливість досліджуваного матеріалу до концентрації напружень при локальному руйнуванні. Мірою її чутливості (при порівнянні цієї характеристики для досліджуваних матеріалів) може слугувати відношення крайової в’язкості, визначеної за допомогою інденторів із максимальним та мінімальним радіусами закруглення їх вершин (у даному випадку радіуси вершин інденторів складали 400 і 11 мкм). Відмітимо, що крайова в’язкість кераміки Ti3AlC2 майже втричі нижча за, наприклад, кераміку Y2O3, і у 1,6 раза нижча за нелінійно-пружний діоксид цирконієвої TS кераміки Mg-PSZ.
Ключові слова: наноламінати, тріщиностійкість, метод EF.

Досліджено вплив водню за тиску до 35 МПа і вмісту до 29 млн1 на міцність, пластичність, короткочасну та тривалу статичну тріщиностійкість чотирьох модифікацій сплаву ХН43МБТЮ (ЕП-915ВД) з різними режимами термічної обробки та хімічним складом. Установлено, що критичний коефіцієнт інтенсивності напружень КІС за наявності водню, як і характеристики пластичності гладких зразків, залежить від швидкості деформації, досягаючи мінімальних значень за швидкості, яка менша за 0,1 мм/хв. В’язкість руйнування під дією водню знижується у 2,5 раза, а плоскодеформований стан реалізується за значно меншої товщини зразка. Оптимальне поєднання високої міцності, пластичності, короткочасної й тривалої статичної тріщиностійкості у повітрі і водні досягнуто у дрібнозернистому сплаві зі зменшеним вмістом вуглецю та сірки. За результатами випробувань на тривалу статичну тріщиностійкість на базі 300 год установлено інваріантні характеристики тріщиностійкості - порогові значення коефіцієнта інтенсивності напружень у водні, які змінюються від 23 до 48 МПа • м1/2 у залежності від режиму термічної обробки сплаву.
Ключові слова: карбіди, інтерметаліди, короткочасна і довготривала статична тріщиностійкість, воднева крихкість, жароміцний нікелевий сплав.

Проведений статистичний аналіз дефектності рейок колій Київського метрополітену показав, що основною причиною виникнення більшості дефектів є контактна втома їх матеріалу. Викладено сучасні уявлення про зростання тріщин у головці рейки. Установлено, що комп’ютерне моделювання є одним із найбільш перспективних напрямків дослідження напружено-деформованого стану рейок і процесу росту тріщин. Наведено результати чисельного моделювання контактної взаємодії рейок із колесами рухомого складу метрополітену. При моделюванні задача розв’язувалась у пружній постановці. Розглядалися профілі рейок типу Р50, Р65 і UIC60, стандартні залізничні колеса і колеса, профіль бандажа яких був розроблений ЗАТ “Мінетек”. Умови взаємодії рейок із колесами відповідали руху поїзда на прямолінійній ділянці колії без проковзування. Оцінено вплив профілю бандажів коліс на рівень контактних напружень у рейках різних типів. Порівняння рівня максимальних еквівалентних напружень для різного поєднання типів рейок і коліс показало, що найкращою (в сенсі зниження рівня контактних напружень) комбінацією для прямолінійних ділянок колії метрополітену є рейки Р50 з ухилом 1:20 і колесо з конусністю 1:10, профіль якого відповідає ГОСТ 9036-88. При використанні коліс із профілем ЗАТ “Мінетек” рівень максимальних еквівалентних напружень у контактній зоні сягає більше ніж 1000 МПа для всіх типів рейок. Це вище за границю текучості рейкової сталі, що прискорить знос і призведе до появи тріщин малоциклової утоми з подальшим утворенням контактно-утомних дефектів.
Ключові слова: залізничні рейки, контактні напруження, колісний профіль, контактно-втомні дефекти, метод скінченних елементів.

Наведено результати експериментальних досліджень міцності і пластичності та характеру руйнування зразків різних сталей при розтязі після іонного азотування у водневих (азот із воднем) та безводневих (азот з аргоном) середовищах за різними режимами. Отримані характеристики порівнюються з аналогічними цих сталей до азотування. Установлено, що при іонному азотуванні в безводневих середовищах границя міцності зразків підвищилася на 4...11%, а відносне подовження і відносне звуження зменшилися в 1,1-3 рази в залежності від режиму азотування та марки сталі. Побудовано діаграми розтягу зразків сталей Ст3, 40Х та 12Х18Н10Т без хіміко-термічної обробки, після іонного азотування у безводневих та водневих середовищах, на основі яких визначено роботу руйнування. Установлено вплив концентрації водню в середовищі насичення на характеристики міцності і пластичності. Показано, що при концентраціях, більших за 10 об.%, відбувається окрихчування зі зменшенням характеристик міцності (до 15%) та значним зменшенням пластичності (до 40%) низьколегованих сталей. Для високолегованих сталей негативний вплив водню на характеристики міцності не перевищує 3%, а на характеристики пластичності - 8%. Досліджено виникнення та розвиток мікротріщин при дії зовнішнього навантаження на сталі з азотованими шарами.
Ключові слова: міцність, пластичність, водень, воднева крихкість, розтяг, іонне азотування, водневе і безводневе середовище.

Наведено результати експериментального дослідження механічних характеристик термопластика ULTEM 9085, який виготовлено за адитивною технологією методом пошарового накладання розплавленої полімерної нитки. Плоскі зразки випробовували на розтяг у діапазоні температур —40...150°С. Отримано температурні залежності границі міцності, відносного подовження при розриві, модуля пружності і коефіцієнта Пуассона. За температури — 40°С отримані лінійні ділянки діаграм збігаються для різних зразків, в області пружно-пластичних деформацій відмічено їх розходження. Наслідком цього є несуттєві варіації характеристик пружності і значні - границі міцності і відносного подовження при розриві. Аналогічні особливості діаграм деформування отримано також за температури 50°С. Однак за температури 150°С діаграми розтягу не збігаються вже в області малих пружних деформацій, на діаграмах відмічаються їх характерні перегини. Руйнування зразків при всіх температурах випробувань відбувається за механізмом нормального відриву. Границя міцності термопластика при зміні температури від —40 до 150°С практично лінійно зменшується і при 150°С складає 26% початкового значення при —40°С. При зростанні температури випробувань у вказаному діапазоні відносне подовження при розриві монотонно зменшується більш ніж у два рази (2,9...1,3%). Модуль пружності несуттєво змінюється в інтервалі температур —40...20°С, при подальшому підвищенні температури до 150°С він зменшується до 64% початкового значення при —40°С. Коефіцієнт Пуассона практично не змінюється і складає 0,36...0,37.
Ключові слова: термопластик, міцність, деформація, модуль пружності, коефіцієнт Пуассона, температура.

Розглянуто метод, що дозволяє за універсальними виразами конвертувати значення балістичного коефіцієнта кулі: за законами Сіаччі та опору повітря 1943 року, тобто в межах законів, що є поширеними на території країн колишнього СРСР; за стандартами G1 та G7, тобто в межах стандартів, що є найбільш поширеними у світі; за законом опору повітря 1943 року та за стандартом G7, тобто приведення значення балістичного коефіцієнта до форматів, що використовуються на території країн колишнього СРСР, у тому числі й в Україні, або найбільш поширені у світі (країни блока НАТО). Залежність конвертування формується на основі центрального планування експерименту, що описує досліджуваний процес. Такий підхід дозволяє конвертувати балістичний коефіцієнт до зручного формату з метою аналізу зовнішньо-балістичних характеристик або розрахунку швидкості кулі на довільній відстані під час випробування броньових перешкод у польових умовах без громіздкого обладнання для вимірювання швидкості кулі. Досліджуваний процес достовірно описується за допомогою опробуваної математичної моделі руху кулі в повітрі як твердого тіла. Адекватність емпіричних виразів перевіряється шляхом визначення середньоквадратичного відхилення значень, отриманих за математичною моделлю руху кулі та за допомогою багаточлена, й їх порівнянням із точністю визначення балістичного коефіцієнта (не більше 10-3 - для стандартів G7 і G1 та не більше 10-2 - для законів Сіаччі та опору повітря 1943 року).
Ключові слова: балістичний коефіцієнт, багаточлен II ступеня (квадрика), система диференціальних рівнянь I порядку.

Наведено методику визначення параметрів конструкції багатошарових товстостінних конструкцій з локальним навантаженням по ділянці внутрішньої поверхні, що розташована біля торця. Конструкція передбачає використання двох шарів, з яких зовнішній може бути меншої висоти. Методика включає отримання чисельних результатів обчислення напруженого стану внутрішнього циліндра, їх апроксимації, використання розв’язку Ламе-Гадоліна для розрахунку бандажа. У розрахунковій схемі першого циліндра інтенсивність внутрішнього і зовнішнього навантаження прийнято постійною. Результатом досліджень є аналітичні співвідношення, які пов’язують коефіцієнти товстостінності циліндра і висоту бандажа з їх міцнісними характеристиками. Використання цих співвідношень дозволяє здійснювати оптимізацію конструкції. Наведено чисельні результати, отримані при апроксимації та оптимізації конструкції.
Ключові слова: багатошарові циліндри, місцеве бандажування, чисельні методи, розв’язок Ламе-Гадоліна, оптимізація.

Описано методику оцінки пошкодження матеріалу методом LM-твердості, суть якої полягає в нанесенні подряпини на поверхню елемента конструкції при експлуатації і використанні конструктивних особливостей портативних приладів для її реалізації. За допомогою цих приладів можна проводити експрес-оцінку пошкодження структури металевих матеріалів конструктивного елемента, що підлягає діагностиці, безперервне вимірювання осьових переміщень вершини проникаючого в матеріал дряпаючого наконечника, що переміщується по поверхні елемента, систематизувати та статистично обробляти експериментальні дані для розрахунку коефіцієнтів гомогенності Вейбулла. Останні згідно з методом LM-твердості використовуються для оцінки степені пошкодження матеріалу. Перевагою розроблених приладів є висока точність і продуктивність при визначенні великої кількості осьових переміщень наконечника, необхідних для статистичної обробки, а також можливість проведення випробувань на вертикальних, стельових і похилих поверхнях елементів конструкції.
Ключові слова: пошкодженість матеріалу, портативні прилади, що дряпає наконечник, розсіювання осьових переміщень царапающего наконечника, коефіцієнт гомогенності Вейбулла.

Запропоновано аналітичну модель оцінки напружено-деформованого стану (НДС) в зварному з’єднанні з V-подібним одностороннім стиковим швом. Отримано аналітичні вирази для визначення НДС як у твердому зварному шві, так і в м’яком основном матеріалі, що зазнав пружно-пластичної деформації. Для перевірки запропонованих формул виконано скінченноелементне моделювання НДС у зварному з’єднанні, результати якого зіставляли з розрахунковими даними, отриманими з використанням аналітичної моделі. Аналітичний розв’язок відповідав в основному результатам аналізу методом кінцевих елементів. Аналітичну модель можна використовувати в проектній практиці для оцінки НДС зварних з’єднань.
Ключові слова: напружено-деформований стан, стиковий шов, пружнопластична деформація, аналітична модель, метод скінченних елементів.

Досліджено зразки з алюмінієвої піни із закритими порами різної пористості (6575%), отримані методом лиття з перемішуванням із використанням TiH2 (1 мас.%) як піноутворювача. При одноосьовому навантаженні стиску отримано діаграми деформування зразків. Запропоновано скінченноелементні моделі піни з використанням програми ABAQUS та солвера ABAQUS Explicit. Порівняння експериментальних результатів із розрахунковими для зразків із порами однакової пористості показало їх хороший збіг. Характеристики демпфірування, границя плинності та деформація ущільнення, отримані методом скінченних елементів, також добре узгоджуються з експериментальними результатами. При цьому прогнозовані значення шельфових напружень діаграми деформування відрізняються від експериментальних не більше ніж на 4-5%.
Ключові слова: алюмінієва піна, метод скінченних елементів, шельфові напрження діаграми деформування, поглинання енергії, емпіричне співвідношення.

Досліджено фретінг-утому сплаву Al-Zn-Mg за різних амплітуд еквівалентних напружень циклічних багатоосьових навантажень і однакового тиску в точковому контакті. Методом скінченних елементів за допомогою програми ANSYS проаналізовано розподіл напружень. Із використанням скануючої електронної мікроскопії досліджено морфологію областей фретінгу і руйнування зразків. При контактному напруженні 180 МПа зі збільшенням амплітуди еквівалентного напруження ступінь циклічного знеміцнення при втомних навантаженнях на розтяг/кручення з фретінгом зростає, тоді як втомна довговічність зменшується. Різні амплітуди еквівалентних напружень відіграють важливу роль у морфології зон фретінгу і формуванні тріщин. Експериментально підтверджено їх вплив на втомну довговічність.
Ключові слова: сплав Al-Zn-Mg, фретінг-утома, багатоосьове навантаження, точковий контакт, ANSYS.

Використання демпфіруючої системи є одним із варіантів сейсмічного захисту, що покращує сейсмостійкість конструкцій і будівель. Запропонована методологія дозволяє оптимізувати розташування амортизаційних елементів у під’їздах та на поверхах із метою розсіяння максимальної енергії. Підбираючи оптимальні варіанти розташування амортизаторів (по одному на поверх), можна знизити витрати. На основі аналізу двох землетрусів (Ель Сентро і Альтадена) визначено оптимальні місця розміщення амортизаційних елементів і виконано чисельне моделювання ефективності даного методу оптимізації. Показано, що рівномірний розподіл демпферів не є оптимальним рішенням. Із використанням програм SolidWorks2016 і SAP2000 та уніфікованих механічних властивостей отримано оптимальні рішення для каркасних будинків.
Ключові слова: в'язкопружні демпфери, багатоповерхові будівлі, оптимальне розміщення, сейсмостійкість.

Розглянуто класичні і байєсівські оцінки частково прискорених ресурсних випробувань зі східчастою зміною напружень для зворотного розподілу Вейбулла з цензуруванням I типу. У рамках класичного підходу отримано оцінки максимальної правдоподібності параметрів розподілу і коефіцієнтів прискорення. Наближені довірчі інтервали параметрів будуються на основі асимптотичного розподілу оцінок максимальної правдоподібності. Для байєсівської оцінки окрім методів апостеріорної апроксимації Ліндлі та Тірні-Кадана, які дають точкові оцінки параметрів розподілу і коефіцієнтів прискорення при функції квадратичної похибки, застосовано метод вибірки Гіббса з метою визначення достовірних інтервалів цих параметрів разом із точковими оцінками. Для порівняння характеристик вищевказаних методів оцінки використано моделювання методом Монте-Карло.
Ключові слова: частково прискорені ресурсні випробування із ступінчастої зміною напружень, зворотний розподіл Вейбулла, цензурування I типу, оцінка максимальної правдоподібності, байєсівська оцінка, вибірка Гіббса.