Виконано дослідження з метою експериментальної перевірки справедливості критерію усередненої густини енергії деформації при прогнозі крихкого руйнування компонентів з U-образним надрізом за комбінованого навантаження розтягом/відривом. Випробування на злом проводили на прямокутних зразках із поліметилметакрилату з U-образним надрізом із використанням удосконаленого пристрою для навантаження, придатного для випробування зразків із тріщинами і надрізами за різних комбінацій розтягу та поздовжнього зсуву. Досліджували зразки з трьома різними радіусами надрізу для оцінки їх впливу на несівну здатність. Теоретичні й експериментальні результати свідчать, що вищезгаданий критерій забезпечує задовільну оцінку руйнуючих навантажень при випробуваннях зразків із надрізом і є достатньо ефективним при прогнозуванні крихкого руйнування ПММА елементів з U-образним надрізом за комбінованого навантаження розтягом/відривом.
Ключові слова: крихке руйнування, зовнішнє зрушення, U-подібний надріз, усереднена щільність енергії, руйнівне навантаження.

Розглянуто поведінку конфігурацій гетерогенних нелінійних пружних балок із безперервно змінюваною висотою по довжині за поздовжнього руйнування. Отримано загальний розв’язок задачі швидкості виділення енергії руйнування з урахуванням енергетичного балансу. Проаналізовано конфігурації балок із поздовжньою тріщиною, довільно розташованою по висоті. Балки виявляють незначну гетерогенність матеріалу. Отриманий розв’язок справедливий у межах довільного механізму безперервної зміни висоти балки. Досліджено поздовжнє руйнування вільно опертої нелінійної пружної гетерогенної балки по висоті, яка варіює за параболічним законом, із застосуванням загального розв’язку задачі швидкості виділення енергії руйнування. Розв’язок перевірено за допомогою підходу з використанням J -інтеграла. Оцінено і детально обговорено вплив різних геометричних і матеріальних параметрів на поздовжнє руйнування вільно опертої балки різної конфігурації.
Ключові слова: поздовжньє руйнування, пучок різної висоти, нелінійність матеріалу, неоднорідний матеріал.

Розглянуто поведінку листового алюмінію після прокатки із застосуванням імпульсу струму при використанні методів випробувань на твердість, абразивний знос та ін. Оцінено варіації твердості та зносу листового алюмінію за різної швидкості деформації. Показано, що мікротвердість після прокатки із застосуванням імпульсу струму значно зростала порівняно з традиційною холодною прокаткою. Мікротверість спочатку знижується, а потім підвищується зі зростанням швидкості деформації і сягає мінімуму ((79,03 ± 2,5)HV0,1), а питома швидкість зносу - максимуму (0,00176 мм3/Н-м) за деформації 65%. Прокатка з використанням імпульсу струму сприяє зменшенню питомого зносу листового алюмінію та може підвищувати зносостійкість, поліпшувати поверхневу змазуючу здатність, зменшувати коефіцієнт тертя листового алюмінію.
Ключові слова: алюмінієвий лист, мікротвердість, сухе тертя, зносостійкість.

Виготовлено суміші поліпропілену і стірол-ізопренстірольних композитів із різними масовими долями при використанні двошнекової екструзії з розплаву. Суміші проаналізовано за допомогою диференціальної скануючої колориметрії, універсальної випробувальної машини, капілярної реометрії, рентгенівської дифрактометрії, фотоелектронної спектрометрії. Розглянуто вплив вмісту СІС на мікроструктуру та властивості, вивчено морфологію і механічні властивості зразків ПП/СІС після старіння за зовнішніх умов. Показано, що введення СІС покращує міцність ПП. Низькотемпературні випробування та динамічний термоаналіз показують, що низькотемпературна крихкість ПП може бути значно підвищена за рахунок міцного СІС. Випробування на старіння за внутрішніх та зовнішніх умов свідчать, що на зразки ПП/СІС впливає мікроклімат приміщення, але порівняно зі зразками чистого ПП властивості зразків суміші мають певні переваги, які забезпечуються її простою модифікацією.
Ключові слова: поліпропілен, стирол-ізопрен-стирол, випробування на старіння, реологія.

Вивчено нелінійні механічні властивості бетонних балок з арматурними пучками з композитів, армованих вуглецевим волокном, за допомогою скінченноелементної моделі, побудованої на базі теорії нелінійної механіки. Виконано нелінійний аналіз двох типових попередньо напружених армованих бетонних балок, досліджено поведінку арматурних пучків за умов попереднього напруження. Бетонні балки порівнювали зі звичайними сталями. Результати розрахунків добре узгоджуються з експериментальними даними. Характеристики тріщиноутворення, плинності та роздавлювання бетону достовірно описуються дискретною моделлю тріщини, критерієм плинності Оуена та критерієм роздавлювання Хінтона. Попередньо напружені пучки точно моделюються комбінованим нелінійним елементом, а відповідна аналітична методика має високу достовірність. Пучки виявляють належну міцність, зберігаючи свої властивості навіть у випадку пошкодження зразків балки. Порівняно зі звичайними сталями, які працюють у зоні розтягу, пучки перебувають у пружній області протягом усього процесу.
Ключові слова: арматурні пучки з композитів, армованих вуглецевим волокном, пучки GFRP, механічні властивості, нелінійний скінченний елемент, руйнування всієї системи.

Виконано точну багатомісцеву об’ємну штамповку мікрозубчастих коліс за різних температур із використанням комбінації вирізки на електроерозійному верстаті та точної обробки. Виготовлено форми мікрозубчатих коліс з елементами розміром 0,1; 0,2 і 0,4 мм та 12 зубцями з використанням програм SODIK, AP250Ls і WEDM при допуску за розміром < 2,5 мкм та поверхневій шорсткості нижче за 280 нм. Точну штамповку мікрозубчатих коліс вивчали на мідному елементі Т2 за допомогою моделювання й експерименту. Спочатку заповнювали середню частину і форми, потім верхню і нарешті нижню. Виготовлення мікрозубчастих коліс за нормальної температури, які б відповідали вимогам якості, досить складна задача, яку можна розв’язати за температури 773 К, зусилля штамповки складало лише 36,4% порівняно з таким за нормальної температури. Мікрозубчасті колеса, отримані методом високотемпературної штамповки, демонстрували високу точність, а допуск зменшувався з —38,8 мкм за нормальної температури до +0,9 мкм, поверхнева шорсткість складала приблизно 300 нм.
Ключові слова: мікрогери, мікромасивне формування, високотемпературнє кування, формування точності.

Металокерамічний матеріал на основі Fe спікали методом борування ущільненого порошку для отримання зразків із борідним шаром. Матеріал обробляли за температури 1123, 1223 і 1323 К протягом 3, 5, 7, 10 годин та вивчали морфологію і товщину борідного шару методом SEM. Фазовий склад цього шару аналізували за допомогою рентгенівської дифрактометрії, для оцінки якості зчеплення між борідним шаром та основою використовували тест на індентування (індентор Роквелла). Підібрано кінетику нарощування борідного шару для отримання графіка динаміки варіації його товщини, яка складала 35...183 мкм. Дво- (Fe2B+FeB) й однофазні (Fe2B) борідні шари отримано при 1323 К та 1123 і 1223 К відповідно. Якість зчеплення борідного шару, отриманого при 1223 К протягом 5 годин, підтверджено матеріалом марки HF3 відповідно до специфікації. Енергія активації дифузії атомів B в експерименті сягала 164 кДж/моль. Температура спікання та час борування тісно пов’язані з товщиною борідного шару. Між часом борування та товщиною борідного шару існує параболічна залежність. Квадрат товщини і час борування мають лінійну залежність і відповідають формулі Арреніуса. Мікротвердість борідного шару значно вища за таку основи. Кількість дефектів у шарі зростає з часом. Характерна гребінчаста форма борідного шару поступово пасивується, верхівка стає нечіткою, доки передній край шару відносно плоский. Це явище більш помітне за високих температур.
Ключові слова: коефіцієнт дифузії, енергія активації дифузії, мікротвердість, тест адгезії Rockwell-C.

Дендритну структуру алюмінієвих сплавів можна рафінувати за допомогою титану, бору та рідкоземельних елементів. Метод клітинного автомата звичайно не враховує вплив рафінованої добавки на розміри дендритів. Розглянуто формалізацію параметрів методу клітинного автомата, враховуючи вплив рідкоземельних елементів на α-Al дендрит заевтектичного сплаву AlSi. Експерементально оцінено розміри первинної фази α-Al сплаву AlSi7Cu3Mg з різним вмістом Y, за додавання до 0,2 ваг.%. Y ефект рафінування був найбільш результативним, а розміри зерен зменшувалися до 0,67 мм. Моделювання мікроструктури за допомогою методу клітинного автомата вивчено експериментально і теоретично. 3а використання цієї моделі вплив формалізації параметрів на рафінування Y більше відповідає фізичному смислу. Результати розрахунків добре збігаються з експериментальними даними, перевірено точність і придатність моделі.
Ключові слова: рідкоземельний, рафінування, алюмінієвий сплав, мікроструктура, CA-Fe, моделювання.

Плазмове азотування сплаву - технологія низькотемпературної хімічної термічної обробки. Азотований шар має високу щільність, корозійну стійкість, зносостійкість та втомну міцність із низьким ступенем деформування. Сплав 12Cr2NiWVA піддавали плазмоваму азотуванню та вивчали механізм корозії азотованого шару за високої температури і тиску. Досліджено вплив азотування, термообробки, тонкого здрібнення та інших технологій на корозію. Проаналізовано склад кородованого матеріалу і виконано мікроскопічне дослідження твердості у перерізі. Показано, що азотування не тільки покращує зносостійкість, а й зменшує вміст хрому в матриці, що призводить до зниження характеристик опору окисленню та корозії матеріалу. Тонке здрібнення негативно впливає на зносостійкість і корозійну стійкість. Розподіл температури, що змінюється під час термообробки, зумовив гетерогенність властивостей матеріалу після азотування, що вплинуло на подальше зростання деформацій.
Ключові слова: коррозійний механізм, 12Сr2NiWV, плазмовє азотування.

Використано інфрачервону термографію для онлайн виявлення та вивчення ударного пошкодження полімеру, армованого вуглецевим волокном. Проаналізовано розсіяння енергії CFRP під час удару. Проведено ударні випробування на кількох зразках за різного рівня енергії, процес контролювали за допомогою інфрачервоної камери. Після тестів зразки досліджували онлайн за допомогою комбінації SEM і ультразвукового С-сканування. Детально проаналізовано результати, отримані з використанням вищезгаданих методів. Розтріскування та розшарування матриці можна характеризувати темною точкою в центрі удару, незначним підвищенням температури і температурною кривою з подвійним піком, тоді як злом волокна - оцінювати за світлою точкою в центрі удару, великим підвищенням температури та температурною кривою з одним піком.
Ключові слова: ударне пошкодження, волокна вуглецеве волокно підсиленого полімеру (CFRP), інфрачервона термографія, виявлення, характеристика.

Рівномірність зерна 316L/ЕН40 композитної плити за багатопрохідної формовки вивчено за допомогою чисельного моделювання та випробування на гарячу прокатку. 3 урахуванням загальної постійної деформації за різною кількістю проходів змодельовано і проаналізовано зміни розмірів зерна на поверхні, у центрі та на поверхні поділу основного шару, а також їх зміни на поверхні та на поверхні поділу плакуючого шару після прокатки. Установлено режим прокатки, що відповідав би належному рівню гомогенності основного і плакуючого шарів. Найбільш ефективний процес перевірено за допомогою випробування на вакуумну гарячу прокатку чотиришарової симетричної заготовки. Отримано металографічні зображення різних зон композитної плити, виміряно розміри зерна у зображеннях пороговим методом. Експериментальні результати порівнювали з даними моделювання, що демонструвало їх надійність, похибка знаходилася в межах 5,5%.
Ключові слова: композитна пластина з нержавіючої сталі, чисельне моделювання, багатопрохідна гаряча прокатка, кількість проходів, розмір зерна.

Покриття на основі Ni з різним вмістом карбіду хрому осаджували на поверхні сталі Н4140 за допомогою процесу передаваної плазмової дуги. Корозійні характеристики покриттів із карбіду хрому на основі Ni у розчині соляної кислоти (0,5 моль/л) вивчено в результаті побудови кривої потенціодинамічної поляризації, електрохімічного імпедансу та поглибленого тесту на корозію. Покриття з’єднували з основою за металургічною технологією. Із додаванням частинок Сг3С2 у покриттях утворюється більша кількість карбідів із високим вмістом Сг. У розчині соляної кислоти чотири покриття у стані поставки демонструють активне анодне розчинення за рахунок сумісної дії іонів водню та хлору. Із підвищенням вмісту Сг3С2 корозійний потенціал покриттів зміщується у позитивному напрямку, густина корозійного струму зменшується, а корозійна стійкість зростає. Електрохімічну корозію спостерігали між карбідами, збагаченими Сг, та матричною фазою y-Ni. Покриття, армовані частинками карбіду хрому, виявляють переважно селективну корозію матричної фази y-Ni. Тріщини та виразки є каналами міграції корозійного середовища в глибину покриття, що викликає ще більше корозійне пошкодження.
Ключові слова: покриття на основі Ni, карбіду хрому, корозіїна поведінка, потенціодинамічна поляризація, електрохімічна імпедансна спектроскопія.

Побудовано детальну скінченноелементну модель десятишарового гнучкого трубопроводу довжиною 2 м та зовнішнім діаметром 218,4 мм, враховуючи граничні умови і міжшарові контакти за різних навантажень (включно із зусиллям розтягу, внутрішнім та зовнішнім тиском). Виконано аналіз всієї труби для визначення основних несівних шарів. Ці шари виділено для проведення локального аналізу з метою розрахунку довговічності за втоми. Внутрішні та зовнішні захисні оболонки являють собою основні несівні шари за розтягу. Попередня та блокуюча оболонки захисту від тиску були основними несівними шарами за зовнішнього та внутрішнього тиску. Довговічність за втоми складала 7,605·105, 1,905·105 та 3,723·105 циклів за циклічних навантажень. Основні несівні шари можуть витримувати підвищені зусилля розтягу, зовнішній та внутрішній тиск, що свідчить про можливість використання десятишарового гнучкого підйомного трубопроводу в інженерних операціях за умов водного середовища.
Ключові слова: гнучкий стовбур, механічна властивість, скінченноелемента модель, динамічне навантаження, втома довговічність.

Запропоновано композитну двошарову сотову шарувату структуру для покращання ударної в’язкості прокладок у роторах гелікоптерів, змодельовано 44 групи цих структур за допомогою програмного забезпечення LS-DYNA для скінченноелементного аналізу. Виведено наближений вираз для енергії руйнування композитної структури. Діаметр комірки, товщина її стінки та міцність матеріалу пов’язані з ударною в’язкістю структури. Зі зменшенням діаметра комірки і збільшенням товщини її стінки та міцності матеріалу інтенсивність поглинання енергії композитною структурою поступово зростає. Серед 44 композитних груп структура з діаметром комірки 3 мм, товщиною стінки 0,08 мм зі сталі 4340 виявила найбільше поглинання енергії, її інтенсивність на 54,7% вища за таку для діаметра комірки 6 мм з алюмінію 2024. Сотова структура, що складається з комірок різного діаметра, не має великих відмінностей, але має деякий вплив на діаметр комірки.
Ключові слова: композитна стільникова структура, швидкість поглинання енергії, LS-DYNA, чисельне моделювання.

Композитне покриття з Ni/nano-SiO2 наносили на поверхню спечених зразків NdFeB за допомогою методу електроспівосадження для оцінки корозійної стійкості цього матеріалу. Вплив густини струму та концентрації SiO2 у розчині на вміст наноSiO2 у покритті аналізували методом енергодисперсійної рентгенівської електроскопії. Із підвищенням густини струму вміст SiO2 у покритті зростає до 1,5 А/дм2, потім зменшується з подальшим її підвищенням. Вміст SiO2 у покритті поступово зростає зі збільшенням вмісту SiO2 в електроліті. Якщо концентрація SiO2 у гальванічній ванні вища за 15 г/л, його вміст у покритті зменшується з підвищенням концентрації SiO2 у розчині. Кінетичну модель наноSiO2 спів осадження побудовано на основі теорії Гульєльмі. Створено модель концентрації нейтральних частинок діоксиду кремнію на поверхні катода під час процесу електроспівосадження з використанням теорії Гульєльмі та концепції переносу частинок, що створює основу для розробки підходу і технології наноспівосадження.
Ключові слова: електрокодепозиція, кінетична модель, модель концентрації нейтральних частинок на катодній поверхні, спікаючий постійний магніт NDFEB, щільність струму.

Запропоновано чисельні методи моделювання і деякі заходи щодо захисту існуючих армованих бетонних плит та ефективного опору ударним навантаженням. У скінченноелементній моделі використано два види зразків бетонного матеріалу, враховуючи напруження бетону, зміщення та стан руйнування. Побудовано скінченноелементну модель незахищеної армованої бетонної плити за ударних навантажень, її точність перевірено шляхом порівняння з експериментальними результатами попередніх досліджень. На цій основі розроблено модель плит за ударних навантажень із використанням різних захисних заходів, що створює певну підтримку при моделюванні армованих бетонних деталей. Порівняно захисні властивості різних матеріалів, що складає базу для їх вибору із забезпеченням ударного захисту плити.
Ключові слова: скінченноелементна модель, захист бетонних слябів, удар.

Синхронізатор трансмісії - важливий механізм синхронізації з плавною зміною передач транспортного засобу. Оскільки точно і технічно обгрунтовані дані щодо експлуатаційних навантажень на стадії проектування синхронізатора відсутні, розрахункові навантаження приймаються, скоріш усього, за статичні, ніж за реальні експлуатаційні, що призводить до високої швидкості його руйнування під час експлуатації і значно впливає на надійність всієї трансмісії. Наведено прототип синхронізатора трансмісії. Довговічність від утомленості кінцевого пристрою синхронізатора під впливом експлуатаційних навантажень розраховано за допомогою програмного забезпечення MSC.Patran. Проаналізовано механізм руйнування кінцевого пристрою синхронізатора для розв’язання проблеми прогнозу його довговічності від утомленості за складних експлуатаційних умов. Це створює важливу теоретичну основу для оптимального розрахунку параметрів механізму синхронізатора і надійного проектування трансмісії, що має велике практичне значення.
Ключові слова: передача, синхронізатор, віртуальний прототип, прогноз втомної довговічності.

Оцінено плинність сплаву TNM у тестах на високотемпературний стиск. Побудовано визначальні моделі кривих плинності та динамічної рекристалізації для прогнозу варіації напруження-деформації та мікроструктури. Вивчено плинність сплаву Ti-43A-l4Nb-1Mo-0,2B з використанням тестів на деформацію у гарячому стані в діапазоні температур 1000...1200°С та швидкостей деформації 0,001-0,1 с-1. Напруження плинності сплаву поступово зменшувалося з підвищенням температури та зниженням швидкості деформації, а динамічна рекристалізація була основним механізмом знеміцнення. Зміна форми піків указувала на те, що рекристалізація має місце переважно за високих температур і низьких швидкостей деформації. Визначальну модель плинності сплаву побудовано методом поліноміального наближення п’ятого порядку. Додатково виконано моделювання об’ємної фракції та розмірів зерна за рекристалізації. Моделі демонстрували добрий збіг з експериментальними результатами.
Ключові слова: плинність сплаву, сплав на основі TiAl, конститутивна модель, гаряча деформація, динамічна рекристалізація.

Досліджено і виміряно мікроструктуру двох зразків технічно чистого листового заліза та сталі DР600 для виявлення нерівномірності її розподілу. Проаналізовано два параметри зерна, а саме: розмір d і коефіцієнт форми I в інтервалі вимірювання (0,1, 0,05, 0,01 мкм). Обидва розподіли d і I нерівномірні. Ці параметри мають аналогічний розподіл, що відповідає нормальному (Гауссовому). Точний опис нерівномірного розподілу d і I можна отримати на достатньо великому зразку та прийнятній довжині інтервалу. Нерівномірність мікроструктури матеріалів можна точно описати на основі побудованих моделей нерівномірності дислокацій, деформації та деформаційного зміцнення.
Ключові слова: розподіл мікроструктур, ферит, форма зерна, розмір зерна, коефіцієнт форми зерна.

Обладнання атомних електростанцій зазнає циклічних навантажень у процесі експлуатації, а амплітуда коливань напруження зазвичай вдвічі вища за граничну плинність матеріалу. Аналіз пружності дає занижену оцінку деформації. Програми проектування АЕС включають спрощений пружно-пластичний аналіз втоми. Він базується на розрахунковій кривій втоми з використанням поправкового коефіцієнта (Ке) на пластичну деформацію для уточнення напружень за допомогою аналізу пружності, після чого проводять аналіз на втому. Напруження різного походження зумовлюють використання поправкових коефіцієнтів на механічні та термічні пластичні деформації для напружень, що викликані механічними і термічними навантаженнями відповідно. Аналіз втоми виконано з використанням різних поправкових коефіцієнтів. Розрахунок загального напруження дає коректні результати при застосуванні поправкового коефіцієнта на механічну пластичну деформацію, особливо якщо переважає термонапруження, результат аналізу надто консервативний. В інженерній практиці поправкові коефіцієнти можна використовувати для уточнення рівня напружень, викликаних механічними і термічними навантаженнями.
Ключові слова: втома, еластопластичність, коефіцієнт корекції пластичної деформації, термічний стрес.

Досліджено вплив температури на ударні характеристики кільцевої ланцюгової передачі за різних умов експлуатації з використанням моделювання MATLAB, криві побудовано за допомогою програмного забезпечення ABAQUS, а результати перевірено експериментально. Температура має незначний вплив на мінімальне стале напруження. Розсіяння енергії тертя описано трьома поліноміальними залежностями від температури за умов пускового режиму з високим навантаженням. Її розсіяння не різниться за змінних навантажень. 3а двох експлуатаційних умов енергія пластичної дисипації та внутрішня енергія збільшуються лінійно з підвищенням температури, за різних коливань навантажень ці види енергії зростають із тенденцією до подальшої стабілізації. Цей метод має велике значення для покращання вихідних характеристик скребкового конвеєра, експлуатації за умов змінних навантажень та вибору оптимальних характеристик кільцевої ланцюгової передачі при її проектуванні.
Ключові слова: скребковий конвеєр, високоміцні сталеві ланцюги для видобутку, температура, запуску важкого навантаження, мутоване навантаження, стабільний стан напружень, стабільний стан енергії.