Сформулированы уравнения, описывающие зарождение и рост пор при деформировании облученных аустенитных сталей в условиях различной жесткости напряженного состояния. Предложены критерии разрушения материала вследствие объединения пор по механизму пластической неустойчивости материала с порами или по канальному механизму - срезу перемычек между порами. В уравнениях учитываются две популяции пор: деформационные, возникающие в процессе деформирования материала, и вакансионные, которые возникают при облучении материала и приводят к радиационному распуханию. Выполнено моделирование влияния различных факторов (температура испытаний, доза нейтронного облучения, жесткость напряженного состояния, радиационное распухание) на пластичность и трещиностойкость материала. Проведено сравнение расчетных результатов с экспериментальными. Определено влияние жесткости напряженного состояния на пластичность облученного материала. Обнаружена связь параметров деформационного упрочнения с пластичностью и трещиностойкостью материала.

Приведен анализ известных из литературных источников методов и результатов теоретического (аналитическое и численное) исследования напряженно-деформированного состояния и прочности многослойных толстостенных анизотропных цилиндров при динамическом нагружении.

Проанализировано влияние промышленных покрытий из упрочненного хрома, износостойкого хрома и упрочненного никеля, полученных методом горячего цинкования, на предел выносливости деталей. Предпринята попытка более точно проанализировать усталость деталей посредством моделирования границы раздела между основным металлом и покрытием, используя при этом упругие элементы. Проведено сравнение кривых усталости, полученных представленным методом конечноэлементного моделирования (включая три различные фазы) и известными методами конечноэлементного моделирования, в которых для моделирования промежуточной фазы использовали элемент оболочки, с кривыми усталости, построенными по данным экспериментальных исследований. Результаты показали, что данная модель является усовершенствованной по сравнению с другими моделями и позволяет получить более надежные результаты. С учетом условий окружающей среды и эксплуатационных условий в качестве наиболее приемлемого покрытия представлено тонкое цинковое покрытие. При значительном увеличении толщины покрытия наилучшим вариантом является упрочненное хромовое покрытие. Увеличение толщины оцинкованных и упрочненных хромовых покрытий на 6 мкм приводит к уменьшению значения предела выносливости на 14,96 и 4,37 % соответственно.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л719.2-106

Рубрики:

Шаруваті пластмаси

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследовано влияние набухания смолы (матрицы) вследствие поглощения воды на повреждение поверхности раздела между волокном и матрицей в композитном материале. Результаты, полученные с помощью генетического алгоритма на основе вероятностной модели Вейбулла, показали хорошее соответствие между процессом моделирования и фактическим поведением двух материалов (Т300/914 и PEEK/APC2). Более того, абсорбция воды смолой (матрицей) значительно увеличивает повреждение поверхности раздела.

Получены конечное выражение для относительной поврежденности материала образца в зависимости от полной неупругой деформации и дифференциальное уравнение ползучести, в котором скорость ползучести выражена в виде суммы двух слагаемых. В конечное выражение для относительной поврежденности и в уравнение ползучести входят восемь коэффициентов, подбирая которые с помощью метода минимизации квадратичной невязки, удалось получить удовлетворительное совпадение расчетных кривых ползучести различных материалов с экспериментальными. Известный из литературных источников разброс экспериментальных кривых ползучести многих материалов, имеющий случайный (непредсказуемый) характер, можно описать количественно, применяя тот или иной набор коэффициентов, т.е. полагая, что каждый из восьми коэффициентов, по сути, является случайной величиной.

Обосновано, что метод базовых диаграмм благодаря достаточно точной оценке отклонений отдельных участков экспериментальных диаграмм от соответствующих участков неизменных базовых диаграмм обеспечивает значительное повышение эффективности использования данных по длительной прочности различных плавок сталей или сплавов для уточнения особенностей их длительного разупрочнения.

Рассмотрены модели поврежденности, основанные на концепции деформированного твердого тела с опасным объемом. Предложена методика определения поврежденности сложно нагруженной механической системы. Проведен расчет поврежденности трибофатической системы ролик - вал, работающей в условиях контактного взаимодействия ее элементов и неконтактного нагружения. Показано значительное изменение поврежденности данной системы по сравнению с таковой системы, подверженной отдельным видам нагружения.

Приведены результаты экспериментальных исследований по оценке влияния обработки импульсным магнитным полем образцов из стали 45 с трещиной на их сопротивление разрушению. Перед обработкой образцы механически нагружали до уровня напряжений в вершине трещины, при которых значение коэффициента интенсивности напряжений ниже критического. В результате обработки под действием импульсного магнитного поля в образце происходит релаксация напряжений вследствие пластического течения в вершине трещины, что приводит к ее притуплению. Данные испытаний обработанных образцов свидетельствуют о существенном повышении сопротивления разрушению по сравнению с таковым образцов в исходном состоянии.

Наведено результати розрахунку за запропонованою моделлю втомної довговічності гладких зразків із титанового сплаву ВТ3-1 у семи структурних станах. Результати розрахунку, що представлені у вигляді кривих утоми до ініціювання тріщини і до руйнування, порівняно з експериментальними даними. Показано їх добру узгодженість. Для порівняння наведено результати розрахунку довговічностей за експериментально побудованими діаграмами втомного руйнування під час росту тріщини.

Представлены результаты аналитических и численных исследований, целью которых является определение изгибных характеристик железобетонных балок, упрочненных полимерными стержнями из армированных волокон. С помощью специального метода конечных элементов, включающего различные элементы для процессов бетонирования и армирования, провели анализ железобетонных балок, армированных полимерными стержнями. Для оценки характеристик прогиба под действием нагрузки и прогиба балки под действием рабочей нагрузки использовали два различных уравнения эффективного момента инерции. Значения прогиба железобетонных балок с полимерными стержнями под действием рабочей нагрузки, полученные конечноэлементным методом, хорошо сопоставляются со значениями из уравнений момента инерции. Численные значения разрушающего момента также хорошо согласуются с аналитическими значениями, полученными в результате применения модели зависимости деформации от напряжения для бетона. Для консервативной оценки прогиба представлены результаты численного анализа, которые почти не спрогнозировали внезапное уменьшение показателя жесткости при изгибе железобетонных балок с полимерными стержнями вследствие разрушения защитного слоя бетона.

Проводится контроль пригодности модели хрупкого разрушения, а именно: локальной плотности энергии деформации, при прогнозировании результатов экспериментальных исследований по разрушению нормальным отрывом графитовых образцов с тупым V-образным надрезом. Рассмотрены результаты испытаний на хрупкое разрушение образцов с V-образным надрезом с разной геометрией, представленные в литературных источниках. Образцы изготовляли из однотипного крупнозернистого поликристаллического графита. Оценку разрушения проводили посредством теоретического прогнозирования разрушающей нагрузки с помощью критерия плотности энергии деформации. Параметр плотности энергии деформации вычислен путем усреднения значения локальной энергии по определенному контрольному объему, который охватывает кромку надреза. Обнаружено, что данный критерий позволяет оценивать поведение графитовых образцов с разными углами надреза и радиусами у его вершины при разрушении.

В отличие от моделирования усадочных швов, при численном анализе бетонных арочных плотин работа и влияние строительных швов обычно не учитываются. Исследована сейсмическая нелинейная реакция системы (бетонная) арочная плотина - резервуар - основание с учетом действия строительных швов на основе ортотропного материала. Представленный анизотропный подход к механике повреждения изменен для учета слабых горизонтальных плоскостей между слоями бетона в процессе строительства. Эта модель допускает учет характеристики предварительного размягчения, критерия возникновения размягчения и характеристики анизотропного растрескивания. С помощью метода ступенчатых перемещений, предполагая, что скальное основание состоит из невесомых жестких тел, решена система связанных уравнений движения в системе плотина - резервуар. Движение грунта по трехкомпонентной технологии возбуждает данную систему на максимально вероятном уровне. Обнаружено, что использование ортотропного материала увеличивает смещение гребня плотины и, как следствие, повреждение тела плотины в большей степени по сравнению с использованием распространенного изотропного материала.

Значительная хрупкость и низкие характеристики сопротивления волновым нагрузкам, несмотря на высокую механическую прочность, обусловили недостаточно широкое промышленное применение эпоксидных смол. Использовано новое сочетание термопластичных и дисперсных нанонаполнителей в качестве модификатора для одновременного повышения прочности на разрыв и демпфирующих свойств нанокомпозита на эпоксидной основе при нагружении по первой и второй моде. Для получения трехкомпонентного нанокомпозита на эпоксидной основе используются ударопрочный полистирол в качестве термопластичной фазы и наночастицы из кремнезема в качестве дисперсной фазы. Для реализации дисперсионного механизма применяется метод перемешивания раствора для приготовления однородной смеси, обеспечивающий адекватное перемешивание на молекулярном уровне. Прочность на разрыв и демпфирующие свойства материала при его нагружении по первой и второй моде оценивали при проведении двух различных механических испытаний с целью достижения более высокой прочности и ударной вязкости без ухудшения требуемых механических свойств. При создании математических моделей для прогнозирования механического поведения нанокомпозита из эпоксидной смолы, ударопрочного полистирола и кремнезема как функции физических факторов используется центральный композиционный план. В качестве эффективных параметров исследовалось процентное содержание ударопрочного полистирола, кремнезема и эпоксидного отвердителя. На основе математических функций, полученных с помощью модели центрального композиционного плана, был использован генетический алгоритм, как одно из мощных средств оптимизации, для определения оптимальных значений механических свойств. Полученные результаты показывают, что сочетание наночастиц ударопрочного полистирола с кремнеземом значительно увеличивает предел прочности на разрыв и характеристики демпфирования эпоксидной смолы на 69, 42 и 91 % соответственно. Морфологию поверхностей разрушения изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж306.22 + В251.1

Рубрики:

Міцність матеріалів

Теорія пружності

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Исследовано влияние морфологии структуры феррита и его объемного содержания на механические свойства и вязкость разрушения двухфазных сталей. Для определения значений вязкости разрушения использовали не стандартный, а альтернативный подход. Стали подвергали гомогенизирующей термообработке. Путем полного отжига или закалки сталей из аустенитного состояния до применения докритического отжига в аустенитной области получены две различные исходные микроструктуры. Получены двухфазные стали с двумя типами морфологии (крупно- и мелкозернистая) с 40-, 20- и 10 %-ным объемным содержанием феррита в зависимости от исходной микроструктуры. Отпущенные образцы с 10 %-ным объемным содержанием феррита имели более высокие значения вязкости разрушения по сравнению с таковыми других образцов из этих сталей.

Ускоренные и частично ускоренные ресурсные испытания часто проводятся для обеспечения надежности современной техники. Цель таких испытаний - за короткий срок и с меньшими затратами получить информацию о ресурсе изделий и материалов. Испытания можно проводить при постоянных, ступенчатых, прогрессирующих и циклических нагрузках, а также при нагрузке случайным напряжением. Рассматривается задача оценки параметров обобщенного экспоненциального распределения и коэффициента ускорения в условиях частично ускоренного ресурсного испытания с постоянным напряжением. С использованием среднеквадратической погрешности проведено численное исследование эффективности оценки методом максимального правдоподобия для разных размеров образцов и значений параметра. Для параметров модели построены приблизительные доверительные границы. Чтобы получить доверительные границы для параметров модели в случае образца маленького размера, использовали метод отношения правдоподобия. В качестве примера проведено исследование с помощью моделирования. Показано, что результаты моделирования согласуются с данными расчетов.

Несмотря на то что эпоксидные смолы обладают высоким пределом прочности при растяжении, они хрупкие и характеризуются слабым сопротивлением развитию трещины. С целью улучшения механической прочности и вязкости разрушения эпоксидных нанокомпозитов в качестве модификатора использовали новый комбинированный термопластичный дисперсный нанонаполнитель. Полученный трехкомпонентный эпоксидный нанокомпозит содержит ударопрочный полистирол в виде термопластичных и кремнеземных наночастиц, представляющих его дисперсные фазы. Чтобы получить более высокие показатели прочности без воздействия на другие заданные механические показатели, проводили испытания на прочность при изгибе и сжатии и на ударную вязкость. Для представления математических моделей с целью прогнозирования механического поведения гибридного нанокомпозита в качестве функции физических факторов использовали центральный композиционный план. Исследовали содержание ударопрочного полистирола, кремнезема и упрочняющего элемента в нанокомпозите. На основе математических функций, полученных по модели центрального композиционного плана, для выведения оптимальных значений механических свойств использовали генетический алгоритм, являющийся одним из самых мощных средств оптимизации. Установлено, что сочетание наночастиц на основе ударопрочного полистирола и кремнезема значительно увеличивает сопротивление эпоксидной смолы сжатию и удару на 57 и 421 %. соответственно. При сопротивлении изгибу положительных изменений не наблюдается, удлинение при изгибном разрыве увеличивается до 144 %. С помощью энергодисперсионного рентгеновского излучения и сканирующей электронной микроскопии проведено исследование морфологии поверхности разрушения.

Індекс рубрикатора НБУВ: К233.104.33

Рубрики:

Старіння в алюмінії та його сплавах

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено явление потери устойчивости при статической и динамической нагрузке (импульс конечной длительности) функционально-градиентных пластин, подверженных воздействию равномерного повышения температуры. Рассмотрены шарнирно опертые или закрепленные (вдоль кромок) тонкие прямоугольные пластины с неподвижными кромками. Предполагается, что свойства материала, плавно изменяющиеся по толщине, не зависят от температуры. Проведены исследования для разных значений коэффициента относительного объема и равномерного приращения температуры, представленного в виде прямоугольного импульса конечной длительности.