Вплив коефіцієнта тертя, коефіцієнта падіння напружень, відношення залишкової міцності до початкового напруження та кута занурення розломів на швидкість розриву в умовах гідростатичного тиску досліджується за допомогою коду загальної динаміки частинок, а також розподілу напружень при розриві. Чисельні результати вказують на три різні режими динаміки розриву: повільний розрив, розрив у суб-режимі Релея та розрив у суперзрізному режимі. Це свідчить про те, що вибір режиму розриву пов’язаний з коефіцієнтом тертя, коефіцієнтом падіння напружень, відношенням залишкової міцності до початкового напруження та кутом занурення розломів. Розрив у суперзрізному режимі може відбуватися в умовах верхньої кори (< 250 МПа), в умовах нижньої кори (від 250 до 1000 МПа) та в умовах верхньої мантії (від 1000 до 10000 МПа). Швидкість розриву максимальна в умовах верхньої кори (< 250 МПа), тому розрив верхнього зсуву найлегше відбувається саме в цих умовах.
Ключові слова: загальний код динаміки частинок, розрив верхнього зсуву, умови гідростатичного тиску.

За допомогою методу скінченних елементів вивчено аспекти поступового руйнування шаруватих композиційних косих гіпарів із прямими краями з використанням 8-вузлового ізопараметричного елемента у лінійному та пружному діапазонах за рівномірного розподілу статичного навантаження. Запропоновано схему зниження жорсткості, за якою жорсткість елемента, що руйнується, знижується поступово. Це призводить до перерозподілу напружень у залежності від ступеня пошкодження, що накопичується. Розв’язано окремі чисельні задачі попередніх дослідників із метою обгрунтування запропонованого підхіду. Виконано чисельні експерименти з використанням різних параметричних варіантів, включаючи деякі складні граничні умови та порядок укладання, що має практичне значення для отримання навантажень на перший шар і поступове руйнування конструкції. За допомогою прийнятих критеріїв руйнування оцінено руйнівні навантаження. Вивчено поступове руйнування гіпарів для отримання деяких висновків, корисних для інженерів-практиків при розробці шаруватих композитів і плануванні програм неруйнівних випробувань.
Ключові слова: композитний, метод скінченних елементів, перекошені оболонки гіпару, прогресивний збій, відмова першого шару.

Виконано пружно-пластичний аналіз, що базується на єдиній теорії міцності, з метою оцінки граничної несівної здатності дво- та багатошарових товстостінних циліндрів. Теорія визначає нову концепцію і метод аналізу для товстостінних циліндрів. Отримані розв’язки знаходять широке застосування та можуть кількісно враховувати різні значення міцності при розтязі- стиску і середнє головне напруження. Одержано основні розв’язки для одиничних радіусів, тиску в блоці та ступеня усадки з використанням умови теорії текучості. Відомі результати, отримані за критеріями текучості Треска або Мізеса, можна розглядати як окремий випадок нових розв’язків, які можуть подолати їхні недоліки. Параметр міцності, співвідношення міцності при розтязі-стиску, співвідношення радіусів та з’єднані шари циліндра приймали за основні змінні величини теорії для отримання єдиних розв’язків. Нові розв’язки універсальні і можуть бути адаптовані до існуючих формул для більш точного розрахунку напруженого стану конструкції. Вплив теорії міцності при врахуванні різних критеріїв текучості є досить значущим, чого не можна недооцінювати.
Ключові слова: механічні властивості, пружнопластичний аналіз, товстостінний циліндр, проміжне головне напруження, уніфікована теорія міцності.

Залишкові напруження та деформація в термінах термопружнопластичної теорії моделювали методом скінченних елементів, використовуючи програмний комплекс ANSYS 13.0 для плити з алюмінієвого сплаву 5А06 після зварювання. Товщина стикового з’єднання плити сягала 6 мм. Побудовано 3D термомеханічну модель плити. Після моделювання необхідно проаналізувати розміри зварної конструкції та розподіл у ній залишкових напружень. Підібрано відповідні технології зварювання, що дозволяють здійснювати контроль за залишковими зварними напруженнями і деформацією. Це забезпечить ефективне виробництво алюмінієвого сплаву для зварних конструкцій.
Ключові слова: алюмінієвий сплав 5A06, скінченноелементний аналіз, ANSYS, залишкове напруження, залишкова деформація.

Вивчено вплив твердого розчину частинок вторинних фаз на ріст аустенітних зерен за різних температур нагрівання і часу витримки високоміцної сталі Nb-Ti (із дрібнозернистою структурою без фази вкорінення). Експериментальні результати показали, що розчинність Nb в аустенітні значно зростає з підвищенням температури, дисперсні частинки і частинки вторинних фаз продовжують розчинятися в аустенітні. Ефект закріплення послаблюється, і зерна аустеніту збільшуються повільно. Якщо температура сягає 1050°C, багато частинок вторинної фази (NbC, TiC та ін) поступово розчиняються в аустеніті. Розчинність мікролегованих елементів в аустеніті, що використовується у випробуваннях сталі, відрізняється від попередньої. Для повного розчинення цих елементів та одночасного отримання дрібнозернистого аустеніту температуру нагрівання необхідно підтримувати в діапазоні 1050...1100°C, а час витримки - 30...40 хв. На основі експериментальних даних побудовано модель росту аустенітних зерен. Розрахункові результати добре узгоджуються з експериментальними.
Ключові слова: частинка другої фази, ріст зерна, твердий розчин, аустеніт, високоміцна IF-сталь.

Досліджено формування текстури сталі, модифікованої 12%Cr, за умови високотемпературного стиску при його зниженні на 10, 25, 35 та 50% і за температури 1150°C, на установці Gleeble-1500D для моделювання терморежиму. Аналіз дифракційної картини зворотнього розсіяння електронів показав, що за своїм складом текстура модифікованої сталі варіювалася в межах α, у, ɛ та волокон Госса, сумісних із у, ɛ, потім в α, ɛ, при цьому за умови стиску завжди існує орієнтація {hkl}< 111 >. Центри рекристалізації сприяють зміцненню у-волокон за рахунок активації їх високоенергетичного механізму, α-волокна можуть ущільнюватися при взаємодії деформації і рекристалізації. У процесі стиску ротора зі сталі, модифікованої 12%Cr, що призначений для експлуатації за умови супернадкритичного стану пари, деформацію необхідно контролювати за допомогою енергії активації рекристалізації α-волокон для отримання мікроструктури, що характеризується текстурою з рекристалізацією у-волокон і навпаки.
Ключові слова: еволюція текстури, модифікована сталь 12% Cr, високотемпературне стиснення, рекристалізація, зменшення стиснення.

Проаналізовано різну морфологію і розрідження в зоні зварного шва алюмінієвого сплаву 7022 при зварюванні ротаційним тертям. Оцінено пластичну текучість у зоні контакту алюмінієвого сплаву 7022 із з’єднанням ротаційним тертям, який використовується для космічного устаткування. Поперечний переріз зони контакту аналізували за допомогою металографічного та інструментального мікроскопів. Встановлено принцип пластичної плинності металу в зоні контакту. Теоретичний аналіз підтверджує справедливість принципу пластичної текучості металу та відповідної моделі зони зварного шва. Модель розрідження для заповнення за допомогою непрямого екструзійно-вихревого потоку може адекватно характеризувати пластичний потік металу та процес розрідження в зоні зварного шва.
Ключові слова: зварювання тертям, алюмінієвий сплав 7022, механізм зменшення, непряма модель наповнення вихрово-вихровим потоком, пластичний потік.

Процес з’єднання ротаційним тертям вивчено експериментально на листовому алюмінієвому сплаві 6061-Т6 завтовшки 1 мм шляхом оптимізації різних технологічних параметрів. Мікроструктуру й ефективність зони з’єднання оцінювали за допомогою металографічного мікроскопа, машини для випробування на тертя та знос, а також сканувального електронного мікроскопа. Результати демонструють, що кристаліти в зоні з’єднання зразка дрібнішали при кожному даному параметрі, а осадження армуючої фази покращувало ефективність зони з’єднання. Оптимальними параметрами подрібнення зерен є швидкість обертання 8000 об/хв та переміщення 300 мм/хв. Зразок, отриманий при 15000 об/хв та 200 мм/хв, демонстрував найменшу втрату ваги. Мінімальний середній коефіцієнт тертя зразка спостерігався за швидкості 8000 об/хв та 300 мм/хв. Тенденція зміни втрати ваги за рахунок тертя для зразків, отриманих при кожному параметрі, є такою, як і для коефіцієнта тертя. Установлено, що вид зносу кожного зразка є головним чином адгезівним і супроводжується абразивним зносом.
Ключові слова: фрикційне стикування, лист алюмінієвого сплаву, мікроструктура, зносостійкість, коефіцієнт тертя.

Процес зварювання напускного з’єднання алюмінієвого сплаву 5182 і двофазної листової сталі ОР1180 (завтовшки 1,2 мм) детально вивчали шляхом ротаційного зварювання тертям. Дефектів не виявлено, отримано високоякісні зварні з’єднання. Сталеву пластину, спресовану до 0,2 мм, розташовували під алюмінієвою. Застосування великогабаритної головки забезпечувало швидкість обертання 800 об/хв, швидкість зварювання 50 мм/хв. Сталеві частинки, що відшаровуються і потрапляють до алюмінієвої матриці, розподіляються поблизу поверхні поділу зони зварювання, вони оточені товстим шаром інтерметалевої сполуки. Цей безперервний і рівномірний шар, що складався з Al4Fе (ЕDS аналіз), сформувався на поверхні поділу.
Ключові слова: зварювання тертям, зварене з'єднання, дефекти гачка, інтерметалідна сполука.

Вивчено явище зниження втомної міцності за рахунок впливу сторонніх об’єктів на основі даних випробувань зразка Тi-6Al-4V під впливом сталевого шроту. Формулу Петерсона й ефективний коефіцієнт концентрації (при втомному навантаженні) використано для встановлення взаємозв’язку між коефіцієнтом концентрації, втомною міцністю, розмірами надрізу та коефіцієнтом асиметрії циклу напружень. Обговорено вплив розмірів надрізу, залишкових напружень та коефіцієнта асиметрії на втомну міцність. Вплив пошкодження призводить головним чином до зменшення втомної міцності, пов’язаного зі співвідношенням між глибиною і радіусом надрізу: чим більше співвідношення, тим більше зменшення, та коефіцієнтом асиметрії: чим вищий коефіцієнт, тим менше зниження. Ці висновки мають рекомендаційний характер щодо захисту конструкції лопатки від пошкодження сторонніми об’єктами, стандартної системи відбраковки та технічної експлуатації.
Ключові слова: теоретичний коефіцієнт концентрації напружень, коефіцієнт втомлюваності, втомна міцність, залишкове напруження, Ti – 6Al – 4V.

Досліджено характеристики малоциклової втоми й одновісну поведінку алюмінієвого сплаву 7050-Т6 під впливом ратчетинг-ефекту при випробуваннях у режимі асиметричного циклу напружень за нормальної температури. Вперше оцінено поведінку сплаву за умови малоциклової втоми. Обговорено вплив швидкості зміни напружень, їх амплітуди та середніх напружень на активність ратчетинг-ефекту. Враховуючи ратчетинг-ефект і особливі робочі режими, а саме: великі середні напруження та їх малі амплітуди при аналогічних характеристиках за умови навантаження, запропоновано нове емпіричне рівняння прогнозування втомної довговічності для її оцінки під впливом ратчетинг-ефекту. Результати підтверджують, що деформація сплаву з врахуванням ратчетинг-ефекту залежить від середніх напружень та амплітуди, тоді як швидкість їх зміни практично не впливає на поведінку матеріалу при ратчетинг-ефекті, якщо його характеристики не залежать від швидкості. Нове рівняння може забезпечувати точну оцінку великих середніх напружень і їх малих амплітуд із врахуванням ратчетинг-ефекту.
Ключові слова: мало циклова втома, ратчетинг, Al 7050-T6, рівень напруги, прогнозування довговічності.

Виготовлено двовимірні композити (2D CF/Al) з матрицею з алюмінієвого сплаву, армовані вуглецевим волокном Т300, за допомогою екструзійного просочування з використанням матриць сплавів 6061Al та ZL102. За допомогою сканувальної електронної мікроскопії виявлено достатній ефект просочування для обох композитів. Розподіл волокон був рівномірним, мікродефектів лиття не виявлено. Просвічувана електронна мікроскопія продемонструвала характер реакції на поверхні поділу матриця-вуглецеве волокно та наявність крихкої A14C3 фази. Установлено, що розміри останньої сягали приблизно 150 і 400 нм у композитах 2D CF/6061A1 і 2D CF/ZL102 відповідно, реакція на поверхні поділу для матриці ZL102 була більш вираженою. У порівнянні з чистими литими сплавами границя міцності при розтязі збільшувалась на 134,5 і 89,2% відповідно. Аналіз руйнування при розтязі за допомогою сканувальної електронної мікроскопії показав, що руйнування композита 2D CF/6061A1 було помірним, а композит 2D CF/ZL102 руйнувався за крихким механізмом, що пояснюється зв’язуванням на поверхні поділу.
Ключові слова: інша матриця, інфільтрація рідиною екструзії, композит CF / Al, мікроструктура, механічні властивості.

Розроблено метод побудови 2D моделі на основі реальної мікроструктури для моделювання її формування у матеріалах. Фотографії мікроструктури двох типових металічних матеріалів, 40Cr і TC4 аналізували з використанням сканувальної електронної мікроскопії і дифракції зворотного розсіяння електронів. Потім фотографії перетворювалися на цифрові зображення, а інформація щодо зернистої топології зберігалася на них. На основі цієї інформації реконструювали істинну мікроструктуру матеріалів за допомогою скінченноелементного програмного комплексу ABAQUS, використовуючи мову програмування PYTHON. Модель на основі істинної мікроструктури є важливою для поліпшення точності скінченноелементного моделювання у пружно-пластичній постановці для полікристалів.
Ключові слова: істинна мікроструктура, скінченноелементна модель, випробування на втому, скануюча електронна мікроскопія-дифракція зворотного розсіювання електронів.

Процес борування порошку на основі Fe проводили при температурі від 850 до 1050°С протягом 3-10 годин. Мікроструктуру та товщину боридного шару спостерігали за допомогою мікроскопа VHX-6000. Поверхневу твердість боридного шару вимірювали тестером твердості Роквелла, фазовий склад аналізували рентгенівським дифрактометром, а властивості тертя та зносу зразка перевіряли тестером MMW-2. Зношені поверхні боридного шару спостерігали за допомогою сканувального електронного мікроскопа. Результати показують, що шар бориду в основному складався з однофазного Fe2B, а його товщина була однорідною і міцно прикріпленою до основи. Товщина і твердість шару поступово зростали з часом та температурою. Зв’язуюча сила між шаром і основою зменшується, тоді як товщина шару буде занадто тонкою або занадто товстою. Поглинання при 850, 900 та 950°C призвело до утворення фази Fe2B, тоді як фази FeB та Fe2B утворювались при 1050°C. Товщина шару у відповідному діапазоні може покращити зносостійкі властивості матеріалу.
Ключові слова: упаковка боридів, порошковий металургійний матеріал на основі Fe, абразивна втрата, тертя та знос, твердість поверхні.

Молотий залізний і сталевий шлак із високими експлуатаційними характеристиками виготовлено за допомогою методу планування випробувань за однорідних умов. Вивчено вплив тонкості та складу сталевого порошкового шлаку на плинність і міцність розчинної суміші, виведено рівняння регресії для рідкотекучості й опору стиску за різного терміну старіння, побудовано діаграму ліній готовності. На основі його оптимізованого складу оцінено властивості водовіддачі та усадки при сушінні, а також використання у складі шлакобетону. Отримані результати порівнювали з характеристиками молотого гранульованого доменного шлаку. Коефіцієнт кореляції між рідкотекучістю та опором стиску суміші вищий за 0,99, прогнозоване значення добре узгоджується з виміряною величиною, середня відносна похибка менша за 2%. Аналіз регресії й ізограм показує, що підвищення тонкості та зменшення вмісту сталевого шлаку поліпшують його цементуючу активність. Оптимальний склад шлаку: 20% сталевого (питома площа поверхні 520 м2/кг) і 80% доменного. Відповідна кількість шлаку може значно зменшувати водовіддачу й усадку при сушінні суміші та оптимізувати мікроструктуру у перехідній зоні контакту заповнювача бетону.
Ключові слова: рівномірна конструкція, сталевий шлаковий порошок, механічні властивості, суха усадка.

Побудовано скінченноелементну модель сталевого трубчастого елемента з бетонним заповнювачем за спільної дії осьового стиску, повзучості та осьового ударного навантаження для оцінки впливу його повзучості на динамічні характеристики цього елемента за осьового стиску з використанням програмного забезпечення для чисельного аналізу. У моделі вплив повзучості бетону різного віку еквівалентний зміні його модуля пружності. Моделювали динамічні характеристики трубчастого елемента за осьового стиску і удару, враховуючи вплив повзучості. Побудовано часові криві ударного навантаження, часу контакту, осьової деформації, напруження і деформації, обговорено вплив повзучості на ці характеристики. Пік ударного навантаження зменшується з розвитком повзучості бетону приблизно на 51%, час контакту й осьова деформація збільшуються, напруження в бетоні зменшується, а його деформація значно зростає. Мінімальна і максимальна головні деформації після 30 років вищі за такі, отримані через 28 діб, у 6,35 та 8,6 раза відповідно. Повзучість бетонного заповнювача менше впливає на напруження і деформацію сталевого елемента. Результати можуть бути корисними для розрахунків ударної в’язкості сталевого трубчастого елемента з бетонним заповнювачем за осьового стиску.
Ключові слова: залізобетонний сталевий трубчастий елемент, осьове стиснення, чисельне моделювання, повзучість, динамічна реакція.

Розрахунок дорожнього покриття може базуватися на оцінці модулів для прогнозування його конструктивних характеристик у межах заданої довговічності. Важливо дослідити характеристики статичного і динамічного модулів. Статичний модуль виведено з розрахунків модуля віддачі при стиску для гарячої асфальтобетонної суміші. Динамічний модуль перевіряли за допомогою простого тестера експлуатаційних характеристик. Модуль холодної рециркульованої бітумної емульсії досліджували експериментально шляхом визначення впливу вмісту її цементу, бітумної емульсії, частоти навантаження і температури. Результати демонструють, що високий вміст цементу і бітуму призводить до зниження модуля віддачі при стиску. Максимуму динамічний модуль досягає при 2%-ному вмісті цементу. Динамічний модуль також підвищується зі зростанням частоти навантаження. Це підвищення спостерігається у початковий період часу. Якщо частоту підвищувати до 10 Гц, зростання динамічного модуля стає лінійним, і його темп поступово знижується.
Ключові слова: емульгований асфальт, холодна вторинна суміш, динамічний модуль, статичний модуль, температура.

Панелі з армованого волокном композита зі смоляною матрицею й елементом жорсткості розміщували в гігротермічному боксі за температури 70°С і відносної вологості 85%, поки абсорбційна волога не сягала рівноваги. Виконано тести на стиск звичайних панелей з елементом жорсткості й аналогічних панелей після абсорбції вологи для отримання значень критичного поздовжнього навантаження і навантаження руйнування. Порівнювали отримані результати випробувань, щоб проаналізувати вплив пошкоджень на несівну здатність конструкції. Критичне поздовжнє навантаження змінюється незначно, а навантаження руйнування панелей після абсорбції вологи зменшується на 10,2% порівнянно з таким звичайних панелей. Види руйнування включають головним чином відокремлення і руйнування елемента жорсткості, відрив поверхневого шару і деформацію зразка. Експериментальні результати дозволяють отримати деякі цінні рекомендації щодо технічного застосування конструкції.
Ключові слова: композитна жорсткість панелі, гігротермічне середовище, експеримент на стиск.

Розроблено ефективний метод прогнозування втомного ресурсу обода автомобільного колеса за результатами прискорених динамічних випробувань на згин. Із використанням методу скінченних елементів створено модель лінійного перехідного динамічного навантаження обода колеса, в якій крутний момент постійної величини прикладено до важеля, що передає згин з обертанням на нерухомий обід колеса. Окрім того, для перехідного процесу навантаження отримано історії деформацій елементів та визначено критичні елементи з найбільшою амплітудою радіальної деформації. Діаграми розвитку радіальної деформації всіх критичних елементів було оброблено на основі локального підходу, а мінімальні розрахункові довговічності використано для прогнозу довговічності обода. Отримано тісну кореляцію прогнозованих втомних довговічностей та середніх значень ресурсу досліджуваного обода колеса.
Ключові слова: автомобільне колесо, вигин з обертанням скінченноелементний аналіз, перехідна історія деформацій, прогнозування втоми.

Скребок є головним елементом конвеєра і його найбільш вразливою частиною. Розглянуто проблему руйнування при згині звичайних зварних скребків при експлуатації. Програмне забезпечення SolidWorks і скінченноелементний програмний комплекс ANSYS було використано для побудови 3D моделі скребка для модельного аналізу, існуючу конструкцію було модифіковано й оптимізовано. Установлено, що елемент жорсткості сприяє поліпшенню загальної міцності і жорсткості скребка. Перед оптимізацією скребка максимальне еквівалентне напруження на притискну колодку складало 310 МПа, після оптимізації воно знижувалося до 230 МПа, на 26%, величина напруження на одній стороні елемента жорсткості сягала 170 МПа за певного опору згину. Після оптимізації розподіл напружень став рівномірним завдяки зниженню концентрації напружень, загальний запас міцності скребка підвищився майже на 15% з одночасним збільшенням довговічності. Цілісність його конструкції після оптимізації складає майже 100% порівняно з такою до оптимізації за аналогічних умов.
Ключові слова: скребок, 3D-моделювання, скінченноелементний аналіз, оптимізація конструкції.