Проблемы прочности. - 2017. - № 3.
ХАРЧЕНКО В.В., ЧИРКОВ О.Ю., КОБЕЛЬСЬКИЙ С.В., КРАВЧЕНКО В.І.
Удосконалення розрахункового аналізу напружено-деформованого стану і опору руйнуванню вузлів приварки колекторів теплоносія до корпусу парогенератора ПГВ-1000М АЕС (рос. мов.) // Проблемы прочности. - 2017. - № 3.- С. 5-20. Скачати PDF
Сформульовано методичні положення і порядок проведення уточненого розрахунку напружено-деформованого стану та опору руйнуванню вузлів приварки колекторів теплоносія до корпусу парогенератора ПГВ-1000М. Наведено результати пружно- пластичного аналізу опору руйнуванню вузла приварки з поверхневими дефектами різної форми при моделюванні розрахункового циклу експлуатаційного навантаження та режиму аварійної ситуації. Згідно з отриманими даними деформаційна історія навантаження, залишкова технологічна напруженість і облік протяжних поверхневих пошкоджень суттєво впливають на розрахункову оцінку опору руйнуванню вузла приварки. Показано, що традиційний лінійно-пружний розрахунок опору руйнуванню вузлів приварки є недостатньо консервативним, що призводить до завищеної оцінки їх міцності.
Ключові слова: парогенератор, вузол приварювання, пружнопластичнє деформування, історія навантаження, коефіцієнт інтенсивності напружень, дефект, розрахункова тріщина, опір руйнуванню, метод скінченних елементів.
БОБИР М.І, КОВАЛЬ В.В.
Чинник пошкодженості в оцінці напружено-деформованого стану в зонах концентрації напружень (рос. мов.) // Проблемы прочности. - 2017. - № 3.- С. 21-29. Скачати PDF
Наведено і проаналізовано інженерні методи розрахунку напружень і деформацій у зонах концентрації при пружно-пластичному деформуванні конструктивних елементів. Показано, що для оцінки кінетики ефективних коефіцієнтів концентрації напру жень і деформацій найбільш прийнятною за точністю є модифікація Махутовим рівняння Нойбера. Введено поняття розсіяної пошкодженості. Установлено ефективність використання параметра пошкодженості для оцінки вірогідності механічних властивостей ряда металічних матеріалів. Вплив розсіяних пошкоджень на оцінку напружено-деформованого стану конструктивних елементів показано на прикладі пружно-пластичного деформування пластини з отвором.
Ключові слова: концентрація напружень і деформацій, пошкодженість, методи розрахунку напружено-деформованого стану, механічні властивості конструкційних матеріалів.
ЛОБАНОВ Л.М., ПАЩІН М.О., МИХОДУЙ О.Л., СИДОРЕНКО Ю.М.
Вплив ударної дії електрода-індентора на напружено-деформований стан сплаву АМг6 при електродинамічній обробці // Проблемы прочности. - 2017. - № 3.- С.30-42. Скачати PDF
Описано розрахункову модель процесу ударної взаємодії електрода-індентора з пластиною з алюмінієвого сплаву АМгб при електродинамічній обробці зварних з ’єднань. Задача розв ’язувалась у плоскій двовимірній лагранжевій постановці з використанням програми ANSYS/LS-DYNA. Представлено результати розрахунку процесу формування областей залишкових напружень і пластичних деформацій при ударному пружно-пластичному впливі електрода-індентора.
Ключові слова: електродинамічна обробка, алюмінієвий сплав, ударна взаємодія, залишкові напруження, пластичні деформації, скінченноелементна модель, електрод- індентор, теорія пластичної течії.
ЦИБЕНКО О. С., РАССАМАКИН Б. М., РИБАЛКА А. А.
Напружено-деформований стан наносупутника POLYITAN-2 при квазістатичних перевантаженнях на етапі виведення (рос. мов.) // Проблемы прочности. - 2017. - № 3.- C. 43-50. Скачати PDF
Проаналізовано міцність наносупутника POLYITAN-2 за квазістатичних перевантажень на етапі його виведення. Розроблено ефективну твердотільну модель і відповідну їй скінченноелементу модель наносупутника. Із використанням програмного комплексу ANSYS розраховано напружено-деформований стан наносупутника. Визначено коефіцієнти запасу міцності та максимальні переміщення конструктивних елементів. Установлено, що для даного варіанта виконання наносупутника умови міцності і жорсткості виконуються.
Ключові слова: напружено-деформований стан, метод скінченних елементів, наносупутник, міцність, жерсткость, коефіцієнти запаса міцності.
ПАЦАНА Я., ВІТКОВСЬКІ В., МУХА Я.
Скінченноелементний аналіз розподілу напружень у герметичному гармонічному редукторі з гнучким сплайном (рос. мов.) // Проблемы прочности. - 2017. - № 3.- C. 51-62. Скачати PDF
Виконано чисельний розрахунок напружень у гнучкому сплайні зубчатої передачі гармонічного (хвильового) редуктора. Зубчате кільце у гнучкому сплайні через складну геометрію моделювалось у вигляді кільця. Висоту кільця приймали з урахуванням напруженості в зубцях. Для вивчення впливу різних типів хвильових генераторів на розподіл напружень у гнучкому сплайні розглядали моделі з двома та чотирма роликами, ексцентриком або диском. Розрахунок напружень виконували для двох варіантів: без обертального моменту та з обертальним моментом, що відповідає реальним умовам роботи герметичного гармонічного редуктора.
Ключові слова: герметичний гармонічний (хвильовий) редуктор, розподіл напружень, скінченноелементний аналіз.
ДІОСДАДО-ДЕ ЛА ПЕНА Х. А., БАЛВАНТІН А. Х., ЛІМОН-ЛЕЙВА П. А., ПЕРЕС-ОЛІВАС П. А.
Скінченноелементний аналіз перепроектування зчленовано-телескопічного підйомного крана для підняття персоналу (англ. мов.) // Проблемы прочности. - 2017. - № 3. - С. 63-77. Скачати PDF
Наведено чисельний розрахунок підйомного крана для підняття персоналу на основі скінченно- елементного аналізу, підтверджений експериментальними даними по складових його компонентах. Оригінальна модель підйомного крана включає зчленовані секції компланарних стріл і телескопічної секції колінеарних стріл. Максимальні навантаження та іх вплив на складові компоненти підйомного крана визначено згідно зі стандартом ANSI/SIA 92.9, що використовується для моделей підйомного крана, розповсюджених і комерціалізованих у Мексиці. Скінченноелементний аналіз базується на методі складання кінематичних пар з урахуванням динамічного навантаження та їх результуючої реакції на кожен елемент. Механічні характеристики кожного компонента оцінюються за параметром мінімального фактора безпеки. Однак у тих компонентах, де цей фактор не відповідає стандарту, пропонується безліч модифікацій для перепроектування даного компонента. Проведено детальний структурний аналіз запропонованої їх модернізації й отримано більш високі фактори безпеки порівняно з оригінальною моделлю. Чисельні результати запропонованої модернізації підтверджено експериментальними вимірюваннями деформацій при використанні тензодатчиків, установлених на прототипі підйомного крана, який виготовлено згідно із запропонованою перепроектованою моделлю.
Ключові слова: підйомний кран для підняття персоналу, скінченноелементний аналіз, конструктивне перепроектування, метод складання кінематичних пар, аналіз із урахуванням динамічного навантаження.
КАРПІНОС Б. С., КУЛІШ В. М.
Вплив параметрів охолодження на термонапружений стан соплових лопаток газових турбін // Проблемы прочности. - 2017. - № 3. - С. 78-89. Скачати PDF
Наведено результати комп’ютерного моделювання стану матеріалу охолоджуваних лопаток турбін на несталих режимах роботи двигуна. Установлено лінійну залежність між ефективністю охолодження та відносними термічними напруженнями за різних умов теплообміну і закріплення. Запропоновано методику оперативного визначення параметрів теплообміну, що дозволяє забезпечити оптимальну термоциклічну довговічність матеріалу лопатки.
Ключові слова: комп’ютерне моделювання, параметри теплообміну, лінійна залежність, відносне напруження, довговічність.
ЄРМОЛАЄВ Г. В., МАРТИНЕНКО В. А., ОЛЕКСІЄНКО С. В., ЛАБАРТКАВА А. В., МАТВІЄНКО М. В.
Вплив товщини жорсткого прошарку на напружено-деформований стан металографітових вузлів при термічному навантаженні (рос. мов.) // Проблемы прочности. - 2017. - № 3. - С. 90-97. Скачати PDF
Визначено вплив товщини проміжного твердого прошарку на напружено-деформо- ваний стан під час дифузійного зварювання і паяння вузлів із різнорідних матеріалів. Методом комп’ютерного моделювання розв’язано вісесиметричну пружно-пластичну задачу при швидкому охолодженні вузла після зварювання. Проведено порівняння полів і епюр напружень у вузлах за різної товщини прошарку і за його відсутності. Установлено, що все напруження у вузлі зосереджено досить близько від місця стику з’єднуваних матеріалів і прошарку. При цьому характер полів напружень зі зміною товщини прошарку суттєво не змінюється, але змінюється їх рівень. Зі збільшенням товщини прошарку точка максимуму розтяжних напружень у графіті поступово віддаляється від стику, і його величина зменшується. Щоб зменшити небезпеку руйнування графіту після охолодження вузла, доцільно використовувати жорсткий прошарок товщиною не менше, ніж 1 мм.
Ключові слова: дифузійне зварювання, напружено-деформований стан, різнорідні матеріали, комп'ютерне моделювання, пластична деформація, жорсткий прошарок, вузол циліндр-циліндр.
ГАЧКЕВИЧ О. Р., ДРОБЕНКО Б. Д., ВАНКЕВИЧ П. І., ЯКОВЛЕВ М. Ю.
Оптимізація режимів високотемпературної індукціоної обробки нелінійних електропровідних тіл // Проблемы прочности. - 2017. - № 3. - С. 98-104. Скачати PDF
На основі розробленої математичної моделі опису термомеханічних процесів в електропровідних тілах, що мають різну здатність до намагнічування та поляризації за умов дії електромагнітного поля, запропоновано підхід до комп’ютерного моделювання електромагнітних, теплових і механічних полів у феромагнітних тілах. Наведено результати досліджень режимів високотемпературної індукційної обробки тіл із різних феромагнітних матеріалів. Показано, що шляхом вибору частоти електричного струму на етапі нагрівання і умов подальшого охолодження можна формувати в тілах залишкові напруження, близькі до заданих, або зменшувати тривалість процесу термообробки виробів за обмежень на напруження.
Ключові слова: міцність, зв’язані поля, метод скінченних елементів.
РАЗАВІ С.М. Дж., ФЕРРО П., БЕРТО Ф.
Утомна міцність плоских зразків із двосторонніми напівкруглими вирізами зі сплаву Ti-6Al-4V, виготовлених за технологією вибірної лазерної плавки (англ. мов.) // Проблемы прочности. - 2017. - № 3. - С. 105-114. Скачати PDF
Спеціальні технології виробництва дозволяють економічно обгрунтовано виготовляти деталі складної конфігурації з мінімізацією циклу від розробки до виробництва. Для використання цієї технології до високонавантажених відповідальних елементів конструкцій необхідно вивчити специфіку її впливу на характеристики утоми отриманих матеріалів на мікро-, макро- і мезо- рівні. Досліджується міцність від утомленості плоских зразків (гладкі і з двосторонніми напівкруглими вирізами) зі сплаву Ті-6АІ-4V які виготовлено за технологією вибірної лазерної плавки. Для ідентифікації місця зародження тріщини від утомленості та механізму руйнування фрактограми зруйнованих зразків досліджувались методом сканувальної електронної мікроскопії. Установлено, що міцність від утомленості зразків із концентратором напружень у вигляді двосторонніх напівкруглих вирізів трохи нижча, аніж гладких зразків. Показано, що чутливість даного матеріалу до концентрації напружень дуже низька через специфіку гексагональної кристалічної решітки загартованих первинних альфа-зерен і технологічних поверхневих дефектів, характерних для вибірної лазерної плавки.
Ключові слова: спеціальні технології виробництва, напівкруглий виріз, утома, вибірна лазерна плавка.
МАРУЩАК П. О., КОНОВАЛЕНКО І. В., ЧАУСОВ М. Г., ПИЛИПЕНКО А. П.
Пошкодженість та руйнування титанового сплаву ВТ22 за статичного розтягу після підвантаження силовим імпульсом // Проблемы прочности. - 2017. - № 3. - С. 115-125. Скачати PDF
Установлено основні закономірності пластичного деформування титанового сплаву ВТ22 та мікромеханізми його руйнування за статичного розтягу та розтягу після різних режимів динамічного нерівноважного навантаження в результаті імпульсних підвантажень. Виявлено, що незалежно від режиму навантаження руйнування сплаву ВТ22 відбувається за механізмом зародження та об’єднання пор. Проаналізовано фізико-механічні явища утворення на поверхні зламів ямок в’язкого відриву та описано їх зв’язок із деформаційними процесами.
Ключові слова: деградація, пошкодженість, деформація, мікромеханізми руйнування, ямки в’язкого відриву.
ЄФРЕМЕНКО В. Г., ЧАБАК Ю. Г., КАРАНДЗАЛІС О. Е., ЛЕКАТУ А., ВАКУЛЕНКО І. А., МАЗУР В. А., ФЕДУН В. І.
Зміцнення зносостійкого високохромистого чавуну при поверхневому модифікуванні плазмовою обробкою (рос. мов.) // Проблемы прочности. - 2017. - № 3. - С. 126-135. Скачати PDF
Досліджено вплив параметрів режиму плазмового гартування на зміцнення поверхні зносостійкого високохромистого чавуну в різному структурному стані. Установлено кореляційні зв’язки між початковою та кінцевою мікроструктурою поверхневого шару, що формується при плазмовому модифікуванні з різною інтенсивністю нагрівання. Структурно обгрунтовано профілі мікротвердості по перетину модифікованого шару, зроблено рекомендації щодо оптимізації режиму комплексної об’ємно- поверхневої обробки чавуну.
Ключові слова: високохромистий чавун, плазмове загартування, аустеніт, мартенсіт, твердість.
КУЧЕР М. К., САМУСЕНКО О. А.
Оцінка характеристик пружності і параметрів міцності односпрямованих полімерних композитів при високих температурах (рос. мов.) // Проблемы прочности. - 2017. - № 3. - С.136-148 Скачати PDF
У рамках моделі трансверсально-ізотропного тіла аналізуються можливості опису характеристик пружності і несівної здатності полімерних однонаправлених вуглепластиків за високих температур. Визначено залежності характеристик пружності і параметрів міцності композита від температури і швидкості нагрівання. Розглянуто моделі для розрахунку характеристик міцності аблюючого композита у разі дії розтяжних або стискальних зусиль у напрямку армування.
Ключові слова: однонапрямлений абліруючий композит, деформація, характеристики пружності, міцність у напрямі армування, високі температури.
БУКЕТОВ А.В., ДОЛГОВ М.А., САПРОНОВ А.А., НИГАЛАТІЙ В.Д., БАБИЧ Н.В.
Механічні характеристики епоксидних нанокомпозитних покриттів з частками ультрадисперсного алмазу (рос. мов.) // Проблемы прочности. - 2017. - № 3. - С. 149-157. Скачати PDF
Досліджено механічні характеристики епоксидних нанокомпозитів із частинками ультрадисперсного алмазу як наповнювача. Показано, що додавання частинок ультрадисперсного алмазу в концентрації 0,05 мас.ч на 100 мас.ч епоксидного зв’язуючого максимально збільшує границю міцності при згині і зменшує залишкові напруження в композиті. Окрім того, збільшується модуль пружності композиційного матеріалу. Методом ІК-спектрального аналізу установлено хімічну активність поверхні частинок нанонаповнювача, яка забезпечує при зшиванні епоксидних композиційних матеріалів підвищені фізико-механічні властивості. Поверхню злому нанокомпозиційних матеріалів досліджено методом оптичної мікроскопії. На основі аналізу топології злому епоксидних наноматеріалів виявлено упорядковану структуру без видимих включень, що свідчить про максимальну степінь зшивання композиційних матеріалів при концентрації ультрадисперсного алмазу 0,05 мас.ч. Рівномірний розподіл напружень в об’ємі досліджуваних матеріалів говорить про термодинамічну рівновагу в системах після зшивання.
Ключові слова: ультрадисперсний алмаз, епоксидний нанокомпозит, залишкове напруження, міцність при вигині, модуль пружності, ИК-спектральний аналіз, структура.
МУЗИКА М. Р., ЛАМАШЕВСЬКИЙ В. П.
Оцінка експлуатаційної надійності листових пружнопластичних матеріалів за параметрами твердості (рос. мов.) // Проблемы прочности. - 2017. - № 3. - С. 158-166. Скачати PDF
Запропоновано новий метод оцінки експлуатаційної надійності листових металевих матеріалів із тріщиною за параметрами твердості. Показано, що стан матеріалу в зоні передруйнування одновісно навантаженого зразка, що знаходиться під дією напруження, близького до границі міцності матеріалу, відповідає стану пошкодженого матеріалу в зоні вершини тріщини перед її стартом.
Ключові слова: експлуатаційна надійність, листовий матеріал, статичне розтягування, твердість, коефіцієнт гомогенності, вершина тріщини, в'язкість руйнування, пластична зона.
САВВОВА О.В., БАБІЧ О.В., ВОРОНОВ Г.К., РЯБІНІН С.О.
Високоміцні сподуменові склокристалічні матеріали // Проблемы прочности. - 2017. - № 3. - С. 167-175. Скачати PDF
Установлено актуальність розробки композиційних матеріалів для виготовлення елементів індивідуального бронезахисту та перспективність використання сподуменових склокристалічних матеріалів як одночасно подрібнюючого і демпферного шару у складі композиції броне- елемента. Для розроблених склокристалічних матеріалів в умовах двостадійної низькотемпературної термічної обробки характерно протікання тонкодисперсної об’ємної кристалізації з наявністю (β-сподумену, що дозволяє забезпечити їх високі механічні характеристики.
Ключові слова: склокристалічні матеріали, сподумен, механічні характеристики, елементи індивідуального захисту.
