Наведено результати аналізу коректності визначальних рівнянь радіаційної повзучості, що описують неізотермічні процеси непружного деформування з урахуванням радіаційного розпухання і радіаційної повзучості матеріалу за умов нейтронного опромінення, високих температур і пошкоджуючої дози. Розглядаються сучасні моделі радіаційного розпухання і радіаційної повзучості, в яких враховується пошкоджуюча доза, температура опромінення і вплив напруженого стану на процеси розпухання і повзучості опроміненого матеріалу. Із використанням цих моделей сформульовано визначальні рівняння, що дозволяють описувати процеси непружного деформування з урахуванням деформацій радіаційного розпухання і радіаційної повзучості матеріалу. Досліджено умови, за яких рівняння радіаційної повзучості узгоджуються з принципом незворотності приросту потужності непружної формозміни. За результатами аналізу властивостей визначальних рівнянь установлено необхідні та достатні умови, за яких потужність дисипації та потужність, що розвивається додатковими напруженнями на додаткових деформаціях, не зменшуються в процесі навантаження опроміненого матеріалу. На основі одержаних енергетичних нерівностей, що узагальнюють постулат Друкера стосовно опроміненого матеріалу, та загальних результатів аналізу властивостей нелінійних операторів визначено умови, що забезпечують коректність сформульованих рівнянь повзучості. Установлено, що врахування деформацій радіаційної повзучості сприяє послабленню обмежень на вихідні дані, що забезпечують коректність визначальних рівнянь. Згідно з отриманими апріорними оцінками протяжність етапів навантаження визначається не тільки даними про збіжність і точність розв’язку рівнянь повзучості, що описують процес деформування опроміненого матеріалу, а й умовами, за яких їх можна розв’язати. Наведено апріорні оцінки гранично допустимої величини пошкоджуючої дози для аустенітної сталі 08Х18Н10Т за різних температур опромінення. У розрахунках на міцність такі оцінки корисні на етапі постановки задачі для аналізу адекватності вихідних даних.
Ключові слова: напружений стан, девіатори напружень і деформацій, пластичність, непружне деформування, радіаційне розпухання, радіаційна повзучість.

Наведено математичне формулювання крайової задачі теорії пружності для порожнистої металокомпозитної двошарової сфери під дією внутрішнього статичного або центрально- симетричного динамічного тиску. Задачу аналітично розв’язано для статичного навантаження в точній постановці. Аналітично досліджено особливості розв’язків для оболонок із надтонким внутрішнім металевим шаром. Установлено, що зі зменшенням товщини внутрішнього більш жорсткого шару колові напруження в ньому зростають пропорційно відношенню сферичних жорсткостей матеріалів внутрішнього і зовнішнього шарів. Це може призвести до того, що псевдопідкріплення композитної оболонки надто тонким внутрішнім достатньо жорстким і міцним металевим шаром буде не тільки неефективним, а навіть може викликати руйнування внутрішнього шару і, як наслідок, оболонки в цілому при навантаженнях, досить безпечних для композитної оболонки без внутрішнього псевдопідкріпленого шару.
Ключові слова: крайова задача теорії пружності, центральна симетрія, двошарова сферична оболонка, внутрішній тиск, статика.

Наведено результати досліджень впливу акустичної взаємодії в плоских системах циліндричних п’єзокерамічних випромінювачів із рідинним заповненням, зумовленої багаторазовим обміном випроміненими і відбитими звуковими хвилями між елементами систем при формуванні ними акустичних полів у навколишньому просторі, на резонансний стан цих систем. У розрахунковій моделі плоскої системи враховуються зв’язки між електричними, механічними й акустичними полями п’єзокерамічних випромінювачів у процесі перетворень енергії та акустична взаємодія їх при формуванні акустичного поля системи. Результатом такої взаємодії циліндричних п’єзокерамічних випромінювачів із радіально-симетричним електричним збудженням їх у системі е порушення радіальної симетрії акустичного навантаження, що залежить від багатьох характеристик системи. Установлено, що через порушення цієї симетрії в механічних полях випромінювачів системи генеруються нові форми коливань, наступні за основною, та має місце ефективний перерозподіл енергії між ними, яка "закачується” в випромінювачі при прийнятому способі їх електричного збудження тільки на основній формі. Показано, що це явище е причиною появи ряду нових резонансів у спектрі коливань плоскої системи й істотної зміни амплітуд та фаз повних швидкостей коливань їх випромінювачів, що залежить від місця розташування останних у плоскій системі, хвильових розмірів випромінювачів і системи, а також фізичних характеристик рідин, які заповнюють випромінювачі, та діапазону частот.
Ключові слова: плоска електроакустична система, п’єзокерамічний випромінювач, акустична взаємодія, резонансні коливання.

Запропоновано модель для опису кінетики росту короткої втомної тріщини від тупого концентратора напружень. Модель дозволяє розрахувати кінетичну діаграму швидкості росту короткої втомної тріщини від концентратора та оцінити кількість циклів навантаження від моменту ініціювання тріщини до заданого її розміру за постійного розмаху прикладених номінальних напружень. Вихідними даними для розрахунку окрім параметрів навантаження і геометричних розмірів концентратора є характеристики статичної міцності (модуль Юнга, коефіцієнт Пуассона та границя пропорційності, які визначаються з випробувань на короткочасний розтяг стандартних зразків із досліджуваного матеріалу) та характеристики мікроструктури (розмір зерна, фактор Тейлора і вектор Бюргерса, які визначаються з аналізу мікроструктури вихідного матеріалу). Розрахунки за запропонованою моделлю кінетичної кривої швидкості росту тріщини та кількості циклів навантаження під час її росту для випробуваних зразків зі сталі 45 показують добрий збіг з експериментальними результатами.
Ключові слова: коротка втома тріщина, циклічне навантаження, концентратори напружень, сталь 45.

Розглядаються круглі суцільні пластини на змінній пружній основі. Прийнято, що реакція основи описується моделлю Вінклера зі змінним коефіцієнтом постілі, заданим у вигляді багаточлена. В аналітичному вигляді приведено всі необхідні розрахункові формули, які дозволяють досліджувати на осесиметричний згин суцільні круглі пластини на безперервно змінній пружній основі, що зазнають впливу змінного безперервно розподіленого навантаження, заданого багаточленом. Наведено приклади розрахунку пластин. Розглянуто два можливі випадки граничних умов: шарнірне закріплення та защемлення по контуру пластини. За допомогою розробленого методу виконано розрахунок пластин, що зазнають впливу сталого навантаження, з коефіцієнтом постілі, що змінюється за лінійним і параболічним законами. Для верифікації отриманих результатів проведено моделювання і розрахунок цих же пластин у програмному комплексі, який реалізує метод скінченних елементів. Порівняння отриманих чисельних результатів свідчить про достовірність розрахунку алгоритмом авторського методу. Запропонований метод не вимагає дискретизації конструкції. Завдяки використанню аналітичних формул зростає точність розрахунку. Метод дозволяє одержати більш достовірну інформацію про згин пластин порівняно з наближеними методами, тому він є реальною альтернативою застосуванню наближених методів при розрахунку на осесиметричний згин круглих суцільних пластин на змінній пружній основі.
Ключові слова: кругла пластина, змінна пружна основа, гіпотеза Вінклера, змінний коефіцієнт постілі, осесиметричний згин, аналітичний розв’язок.

Досліджується міцність шаруватої оболонкової конструкції з композиційних матеріалів при сумісному поєднанні сучасних критеріїв міцності, теорії механіки деформівного твердого тіла ортотропного середовища і методів механіки руйнування. Застосовується адаптований метод визначення граничного стану для оцінки несівної здатності шаруватих оболонкових конструкцій, які мають закритичні дефекти у вигляді поверхневих експлуатаційних пошкоджень. Задача розв’язується чисельно-аналітичним способом із використанням методу скінченних елементів. Розглядається скінченноелементна тривимірна оболонкова модель дослідження міцності як двошарове тіло, кожний шар якого е композиційним матеріалом із заданими фізико-механічними характеристиками, з урахуванням структури композиційних матеріалів та зв’язків між відповідними складовими. Для оцінки міцності розробленої моделі з поверхневим круглосегментним пошкодженням додатково вводиться тріщина, віріюється її довжина та глибина розповсюдження у тілі верхнього шару циліндричної композитної оболонки. Аналізуються отримані залежності параметричної довжини та фронту тріщини від граничних значень внутрішнього тиску, які фіксують момент її зрушення для цього виду матеріалу та визначають граничнорівноважний стан оболонки на етапі руйнування. Будуються варіації силових характеристик тріщиностійкості у вигляді коефіцієнтів інтенсивності напружень. Аналіз граничного стану базується на величинах критичних коефіцієнтів інтенсивності напружень, отриманих у результаті механічних випробувань двонаправлених волоконних композиційних зразків із надрізами. Результати, отримані із застосуванням удосконаленого методу оцінки міцності, порівнюються з експериментальними.
Ключові слова: композиційний матеріал, пошкодження, ортотропний матеріал, граничний стан, коефіцієнт інтенсивності напружень під дією експлуатаційних факторів.

В інтервалі швидкостей розтягу 0,01...100 мм/хв., амплітуд та частот малоциклового згину 0,8...1,6% і 8,3-10 ...8,3-10 відповідно та втомного навантаження балкових зразків за частот 0,5...50 Гц досліджено вплив водню на міцність, пластичність, малоциклову довговічність і параметри циклічної тріщиностійкості сталей різних структурних класів, а також нікелевого жароміцного сплаву. Максимальний вплив водню на пластичність сталей 38ХН3МФА (35NiCrМoV15-5) і 13Х11Н2В2МФ (1,5Ni0,5Мо2W) та сплаву ХН56МБЮД (56Nі6Мо4Nb) виявлено в інтервалі швидкостей розтягу 0,01...1 мм/хв, а сталі 05Х11Н23Т3МР (23Nі1,5Мо3Ті) - за швидкостей < 0,1 мм/хв. Установлено, що зі зростанням частоти навантаження суттєво послаблюється водневе окрихчування всіх матеріалів за випробувань на малоцикловий згин і циклічну тріщиностійкість. Зі збільшенням амплітуди деформації чутливість до дії водню сталі 38ХН3МФА (залишковий аустеніт і високодисперсний сорбіт) зменшується, а мартенситної сталі 13Х11Н2В2МФ - зростає, у той час ступінь водневого окрихчування аустенітних матеріалів майже не залежить від амплітуди. Зменшення частоти навантаження від 50 до 5 Гц призводить до зниження порогу циклічної тріщиностійкості та сприяє значній акселерації росту тріщини за наявності водню на середній частині кінетичних діаграм втомного руйнування.
Ключові слова: сорбіт, мартенсит, аустеніт, водневе окрихчування, малоциклова довговічність, циклічна тріщиностійкість.

На основі рівнянь некласичної моделі згину транстропних плит середньої товщини, що враховує вплив нормального напруження аг та деформації поперечного зсуву й обтиснення, досліджувалася проблема залежності напружено-деформованого стану круглої плити від характеру умов защемлення на її краю. Розроблений варіант моделі уточненої теорії характеризується зміною тангенціальних переміщень по товщині за законом кубічної параболи, а нормального переміщення - за законом параболи четвертого порядку. Це дозволяє точніше (порівняно з іншими моделями) визначати напружено-деформований стан та досліджувати вплив на нього способу формування крайових умов на циліндричних поверхнях круглої транстропної плити на значно вищому рівні порівняно з існуючими теоріями типу Тимошенка і Рейсснера. Запропоновано формули, що враховують деякі особливості умов закріплення країв плит, які раніше авторами не розглядалися. Показано, що запропоновані крайові умови можуть кардинально змінювати характер напружень у поперечних перерізах плити, аж до зміни знаків цих напружень у центрі та їх значень (за модулем) в області защемлення. Такі зміни напруженого стану у випадку появи тріщин можуть значно впливати як на поширення існуючих тріщин, так і на появу нових (або затухання старих) областей поширення поверхневих чи наскрізних тріщин. Особливо це стосується розрахунку пластин, що знаходяться під дією зосереджених чи контактних навантажень або мають пошкодження у вигляді поверхневих чи наскрізних тріщин. Розглянуто різні варіанти формування крайових умов, які можна реалізувати як на основі рівнянь некласичних моделей згину плит середньої товщини, так і з використанням рівнянь просторової задачі теорії пружності. Наведено аналітичний, числовий та графічний аналізи отриманих результатів впливу крайових умов та поперечної анізотропії як на переміщення, так і на напруження. Для максимальних напружень у центрі та на краю плити, залежно від її характеристик поперечної анізотропії та умов защемлення, виведено узагальнену формулу уточнення до відповідних значень класичної теорії Кірхгофа.
Ключові слова: некласичні моделі згину, згин товстих плит, крайові умови, напружено- деформований стан, трансверсально-ізотропний матеріал, поперечний зсув і обтиснення.

Наведено експериментальне дослідження з визначення опору руйнуванню крихких матеріалів методом дряпання індентором Роквелла поверхні зразка до відколювання його кромки (метод S+EF). Характеристика опору руйнуванню для скла та лінійно-пружної однофазної кераміки е інваріантною величиною, тоді як для діоксидцирконієвої кераміки вона зростає зі збільшенням прикладеного навантаження до індентора. Обчислено значення твердості при дряпанні і показано, що вони практично не залежали від рівня прикладеного навантаження. Для ряду досліджуваної кераміки було встановлено, що твердість при дряпанні переважно перевищує на 20% значення твердості матеріалу, визначеної при індентуванні Віккерсом або Кнуппом. Головний результат роботи полягав у тому, що для лінійно-пружної однофазної кераміки був знайдений кореляційний взаємозв’язок між величиною опору руйнуванню Frs і критичним коефіцієнтом інтенсивності напружень KIc (метод SEVNB), названий S+EF залежністю для лінійно-пружної кераміки. Ця залежність має низку переваг порівняно з подібними кореляційними залежностями, які пов’язують результати крайового відколювання з механічними характеристиками матеріалів. Ґрунтуючись на концепції індексу крихкості за Lawn B. R. & Marshall D. B., отримано аналогічну оцінку крихкості матеріалів за результатами виконаних експериментальних досліджень. Запропоновано використовувати метод S+EF на практиці для класифікації крихких матеріалів за особливостями їх опору руйнуванню на етапах зародження небезпечної тріщини та її поширення до руйнування тіла, що враховує механічні властивості матеріалів, такі як твердість, тріщиностійкість і крихкість.
Ключові слова: кераміка, дряпання, відколювання кромки, опір руйнуванню, тріщиностійкість, крихкість.

Наведено результати експериментальних досліджень щодо застосування методу LM-твердості для оцінки поточного стану сталі 25Х1М1ФА та прогнозування залишкового ресурсу металу при використанні залежності граничних значень коефіцієнтів гомогенності від рівня діючих напружень за робочої температури. Установлено кореляцію між рівнями граничної пошкоджуваності і робочими напруженнями, яку в першому наближенні можна вважати лінійною. Показано можливість використання залежності коефіцієнта гомогенності матеріалу від рівня діючих напружень як тарувальної при виборі експлуатаційного напруження й визначенні залишкового ресурсу роботи матеріалу в умовах тривалого навантаження. Оцінено достовірність отриманих результатів за допомогою методів математичної статистики на основі фізично обгрунтованих законів розподілу.
Ключові слова: пошкоджуваність матеріалу, розсіяння значень твердості, залишковий ресурс, граничний стан, тривала міцність, коефіцієнт гомогенності.

Проаналізовано результати біомеханічних натурних стендових випробувань за розробленою методикою, що дозволило визначати зміну механічних характеристик кісткової тканини на лінійних ділянках деформування до та після вогнепального перелому. Установлено, що зміна біомеханічних характеристик кісткової тканини після вогнепального перелому, яка зумовлена виникненням ударно-хвильового остеопорозу, зменшується при віддаленні від дефекту довгої кістки у місці поранення за лінійною залежністю. Розглядається експериментальний метод оцінки оптимального розташування апаратів зовнішньої фіксації вогнепальних переломів довгих кісток людини. Запропоновано провести випробування натурного препарату великогомілкової кістки з встановленим на ньому стандартним стрижневим апаратом фіксації перелому. Реалізовано чотири типи навантаження: стиск; згин уздовж площини стрижнів; згин поперек площини стрижнів та кручення. Наведено результати порівняння характеристик жорсткості різних видів розташування стрижнів. Описано метод експериментального визначення жорсткості системи. Визначено оптимальне розташування стрижнів фіксації вогнепальних переломів довгих кісток людини для кожного типу навантаження. Запропоновано розміщення стрижнів для застосування на реальних пацієнтах. Проведено механічні випробування великогомілкових кісток. Запропоновано метод оцінки зміни властивостей кісткової тканини після вогнепального перелому.
Ключові слова: жорсткість систем фіксації переломів, пошкодження кісткової тканини, механічні випробування, вогнепальні переломи.

Вивчено особливості поведінки стоматологічної діоксидцирконієвої Y-TZP кераміки (порівняно з технічною) при сколюванні краю полірованого прямокутного зразка індентором Роквелла згідно з методом EF (Edge Fracture test method) визначення характеристик тріщиностій- кості. Величина опору сколюванню FR визначається як відношення величини зусилля сколювання Pf до відстані L від краю зразка до найвіддаленішої точки шраму сколу. Регістрація зусиль на всіх етапах розвитку руйнівної тріщини (зародження, формування та розповсюдження), на відміну від інших методів, забезпечує оцінку опору зародженню тріщини. Побудована за результатами випробувань залежність Fr — L є опуклою і виходить на "плато” при L ~ 0,3 мм. Величина опору сколюванню Frp, що відповідає цьому плато, може розглядатися як нова механічна характеристика діоксидцирконієвої Y-TZP кераміки. Показано, що порівняння кераміки за її величинами опору сколюванню може бути хибним, якщо вони одержані за допомогою інденторів з однаковим радіусом заокруглення вершини. Показано, що опір сколюванню різних матеріалів найбільше відрізняється при його визначенні стандартним індентором Роквелла, а найточнішим є при використанні характеристики Frp. За результатами дослідження не встановлено істотну відмінність у величинах опору сколюванню стоматологічної та технічної кераміки.
Ключові слова: Y-TZP кераміка, край зразка, індентування, сколювання, метод EF, тріщино стійкість, плато.

Наведено результати експериментальних досліджень теплостійких сталей 10ГН2МФА та 15Х2МФА щодо впливу виду напруженого стану на закономірності розвитку їх пошкодження з урахуванням максимального напруження циклу навантаження в умовах циклічної повзучості за температур 20...350°С методом LM-твердості. Показано, що на початку втрати стійкості пластичного деформування, зумовленого зменшенням площі поперечного перерізу та модуля зміцнення, інтенсивність накопичення пошкодження металу зразка за двовісного розтягу вища, ніж за одновісного. Отримано експериментально граничні значення коефіцієнтів гомогенності, що відповідають моменту початку втрати стійкості пластичного деформування досліджуваних сталей. Проаналізовано вплив жорсткості виду напруженого стану на кінетику їх пошкодження в умовах кімнатної та підвищених температур. Наведено можливе практичне використання результатів досліджень для оцінки пошкоджуваності металу, зокрема його якості, деяких високонавантажених елементів конструкцій енергетичного обладнання АЕС у процесі їх експлуатації достатньо простим методом LM-твердості.
Ключові слова: вид напруженого стану, пошкодження, коефіцієнт гомогенності, циклічна повзучість, максимальні напруження.

Досліджено вплив різних варіантів зварного з’єднання і непроварів на загальну міцність колеса відцентрового компресора дотискної компресорної станції. Дослідження проводилися на прикладі одного зруйнованого великогабаритного зварного колеса на основі різноманітних розрахунків методом скінченних елементів у програмному комплексі ANSYS Workbench v.19.2. Наведено результати розрахунків, у тому числі розрахунки з визначення несівної здатності основного і покривного дисків із лопатками і без, напружено-деформованого стану колеса залежно від типу зварного з’єднання і кількості непроварів. Проведений чисельний аналіз дозволяє зробити припущення щодо причини руйнування колеса в умовах експлуатації, підтверджене металографічними і фрактографічними дослідженнями металу.
Ключові слова: колесо відцентрового компресора, напружено-деформований стан, непровари, моделювання, скінченноелементний аналіз, зварне з’єднання.

Втомна довговічність е ключовим параметром підшипників кочення, і її збільшення е дуже актуальним. Використання гнучких тіл призводить до зниження контактних напружень і збільшення втомної довговічності підшипників кочення, через що виникла концепція порожніх роликів. Оскільки порожнисті ролики руйнуються при відносно низьких рівнях навантаження, розроблено концепцію роликів із торцевими напівсферичними порожнинами (ТНП), які мають достатню міцність поряд з імовірністю більш високої втомної довговічності порівняно з цілісним роликом. Розглядається методологія прогнозування втомної довговічності підшипників кочення, а концепція ТНП порівнюється з іншими варіантами з точки зору втомної довговічності. Для розглянутих варіантів виконано моделювання, після чого проведено валі- дацію методології шляхом використання аналітичних результатів контактної задачі Герца. Напружений об’єм і величина вирішального напруження використовувалися для оцінки втомних характеристик. Отримані результати показали, що концепція ТНП є перспективною і дозволяє підвищити втомний ресурс роликових підшипників.
Ключові слова: ролик із торцевими напівсферичними порожнинами, контактні напруження, втомна довговічність, напружений об’єм, циліндричний роликовий підшипник.

Досліджуються структурно-механічні зміни у сплаві Al-Mg-Si (Al-6061) після його штучного старіння при різних температурах та періодах витримки. Зразки Al-6061 термічно обробляли в розчині при 50ff‘C протягом 2 годин у вакуумній печі і витримували протягом 20 діб, а потім піддавали штучній термічній обробці при 140, 160, 180, 200 та 220°C протягом 4 годин. Щоб з’ясувати оптимальний час старіння для затвердіння за часом, інший набір зразків, оброблених розчином, витримували при 200°C протягом 1, 4 та 7 годин. Структурний аналіз виявив осади Mg2Si, розмір яких збільшувався з підвищенням температури старіння. Аналіз морфології поверхні показав, що частинки осаду на поверхні сплаву були збільшені при 200°C. Виявлено, що максимальні границі текучості та міцності становлять відповідно 291 та 319 МПа для зразка, витриманого при 20ff‘C, тоді як його відносне подовження при цій температурі було меншим на 55% порівняно зі зразком, обробленим розчином. Максимальне значення твердості за Віккерсом (92 HV) мало місце при 200°C, в той час як при подальшому підвищенні температури старіння твердість зменшувалася. Вимірювання твердості та міцності при розриві зразків, витриманих при 200°C протягом різного періоду часу, виявили, що максимальні значення цих параметрів відповідають 4 годинам витримки. Із подальшим збільшенням часу старіння до 7 годин твердість і міцність матеріалу зменшилися. Збільшення міцності та твердості сплаву після термічної обробки старінням можна пояснити зростанням опору до руху дислокацій під час деформації завдяки осадам Mg2Si, які е найефективнішими зі збільшенням часу старіння до 4 годин.
Ключові слова: старіння, Al-Mg-Si сплав, осад, інженерне напруження, подовження, твердість.

Портативні гаджети, такі як ноутбуки, мобільні телефони, планшети тощо, зазнають сильних пошкоджень під час випадкових падінь при використанні. Виконано дослідження корпусу на основі композитного матеріалу з графену із застосуванням у мобільній кришці та корпусі ноутбука. Використовуючи набір із дев’ятимоделювальних досліджень та варіювання критичних параметрів, тобто висоти падіння, товщини оболонки та кута нахилу, виконано тестування з визначенням максимальних головних деформацій та напружень Мізеса. У ході дослідження було виявлено, що корпус із товщиною шару менш ніж 1 мм руйнується при випробуваннях через обмежену придатність при навантаженні. Товщина шару 1,5 мм забезпечує захист при падінні до 900 мм, тоді як товщина 2 мм є універсальною для визначення рівнів напружень та деформацій для перевірки мінімальних пошкоджень із мінімальним напруженням Мізеса 0,62144 МПа. Взаємодія цих трьох параметрів дає перевагу вибору товщини композита для максимальної висоти падіння, яку може витримати матеріал перед руйнуванням. Виміряні локальні деформації дають уявлення про зміну стану напружень і деформацій зі зміною кута падіння. Результати, отримані при модельних експериментах, дозволяють оцінити рівень деформацій для визначення мінімальної товщини оболонки для безпечної роботи гаджетів.
Ключові слова: моделювання, графен, композит, деформація, руйнівні напруження, випробування падінням.