With the growing demand for the low-weight, but reliable design of plastic products, the finite element modelling of mechanical behaviour of plastic parts becomes more important. However, despite of strong time-dependent behaviour of polymers, the visco-elasticity models are rarely used by engineers in everyday practice. Instead, the elasticity or elastic-plastic material models are used. It is due to lack of well-established visco-elasticity models in the commercial FEA packages, but also due to the traditional (among the engineers) point of view, when plastic is considered to the "metal alike". In this paper, based on the example of problem on creep-buckling of plastic strips, the benchmark of several constitutive models is performed.

У межах імовірнісно-феноменологічного підходу розглянуто перколяційний механізм руйнування матеріалів. Досліджено розподіл часу руйнування під дією на матеріал випадкового процесу типу дробового шуму. Обчислено асимптотичний розподіл імовірностей для випадку, коли енергетичний поріг руйнування є великим, у порівнянні з інтенсивністю процесу.

Проаналізовано і систематизовано результати визначення характеристик тріщностійкості матеріалів під довготривалим статичним і циклічним навантаженням в умовах дії водневоутримуючих середовищ. Основну увагу зосереджено на методологічних аспектах експериментальних методик визначення таких характеристик. Подано основні схеми навантаження і конструкції зразків, а також техніку проведення експериментів. Застосуваність методик апробована на сталях, що використовуються у водневій енергетиці.

Розглянуто результати, отримані методом мікролокальних параметрів для моделювання періодичних пружних і термопружних композитів. Обговорено розв'язки граничних задач для періодичних тіл у рамках гомогенізованих моделей із мікролокальними параметрами. Модельні рівняння не складніші, ніж рівняння для однорідних тіл, хоч описують композити з періодичною будовою.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж377

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

При вивченні напружень, що виникають в матриці внаслідок мікровипучування волокон при стиску однонаправлених композитів, показано, що критерій руйнування волокон, який базується на локальних напруженнях розтягу, що діють на їх випуклому боці, не відповідає дійсності - цей критерій дає деформації зсуву в оточуючій волокно матриці, що значно перевищують експериментальні значення. Продемонстровано, що насправді волокна схильні руйнуватися на їх увігнутому боці при локальному стиску. Наведений критерій добре узгоджується з експериментальними даними. Крім того, дослідження підтверджує, що півхвиля моди мікровипучування дорівнює ширині кінк-моди для даного композиту з вуглецевими волокнами в епоксидній матриці.

Стисло описані деякі макромеханічні моделі для визначення втомної довговічності. Їх можна класифікувати як підходи "гарячої точки", середнього напруження інтенсивності поля напружень та об'ємні. Запропоновано новий підхід, який грунтується на інтенсивності поля напружень та об'ємному підходах і краще пояснює роль найважливіших факторів у процесі втомного руйнування. Викладені підходи зіставлено з результатами втомних досліджень.

Експериментально досліджено композитні матеріали на базі графіту, які використовуються у виробництві багатошарових виробів. Мета дослідження - заміна у виробництві теплого пресування холодним. Одержані результати можна використовувати для виробництва прецизійних виробів невеликої маси. Варійовано співвідношення двох матеріалів - наповнювача та в'яжучого, а також умови термічної обробки пресовок у випадку збереження точності розміру. Виміряно фізико-механічні та електрохімічні властивості. Виконана робота дозволяє зменшити витрати електроенергії, підвищити економічність виробничих потужностей і знизити вартість виробів на базі графіту.

Розглянуто методики визначення залишкових напружень, які виникають у металевих сплавах і композитах, за допомогою розсіяння X-променів. Установлено ряд цікавих закономірностей розподілу залишкових напружень у матеріалах за умов спікання, деформації, гартування, хіміко-термічної обробки, нанесення захисних покрить. Виявлено, що більшість перелічених процесів призводить до негомогенності у розподілі напружень і для їх перерозподілу потрібні додаткові технології.

Запропоновано застосування методів функції впливу і часткової дискретизації до розв'язання крайової задачі про згинні коливання неоднорідної консолі, що несе зосереджену масу. Для ілюстрації переваг вказаних методів детально розглянуто випадки повного і зрізаного кругових конусів, лінійного клину і піраміди, виготовлених із двох різних конструкційних матеріалів. Побудовано загальне характеристичне рівняння, яке дозволяє враховувати неоднорідні властивості матеріалів і геометрію поперечного перетину консолі. Отримано аналітичні вирази для трьох перших членів характеристичного ряду в замкнутому вигляді із застосуванням функції впливу Коші. Подано результати розрахунку двох перших частот власних коливань консолі, виготовленої із двох матеріалів в декількох геометричних варіантах. Показано добру збіжність чисельних і аналітичних розрахунків, що отримано відповідно методом часткової дискретизації і методом функції впливу. Дані результати добре узгоджуються з відомими із літератури теоретичними розрахунками, а також із результатами експерименту, що проведено авторами для випадку однорідної консолі.

Определены упругие свойства композитов с хаотической структурой. Рассмотрен вопрос о влиянии взаимодействия между компонентами керамического композиционного материала на прочностные свойства. Проведены аналитические исследования композиционных материалов с хрупкой матрицей при статических и циклических нагрузках. Сделан анализ вероятности разрушения керамических вкладок в композитных конструкциях. Описаны особенности деформационного упрочнения структуры поликристаллов при спекании порошков кубического нитрида бора. Приведены результаты обработки твердосплавных пластин импульсным магнитным полем. Выведены данные об измененных упругих и неупругих свойствах сверхпластичного материала в условиях действия внешних механических напряжений. Раскрыты особенности механического поведения аморфных металлических сплавов. Сделана оценка спектрального и фрактального состояний некоторых аморфных металлов. Исследован комплекс приповерхностных свойств твердых тел методами динамического наноиндентирования. Освещены вопросы изготовления деталей подъемно-транспортных машин методами порошковой металлургии.

Изложены результаты акустико-эмиссионных (АЭ) исследований объемной поврежденности композиционных материалов (ОП КМ), характеризующихся различными способами укладки углеродных волокон. Все шестнадцать слоев волокон, уложенные в одну и ту же матрицу, создают различные прочностные свойства материала с различной АЭ-активностью в процессе нагружения. Установлены критерии количественной оценки ОП КМ с учетом специфики изменения амплитуд сигналов АЭ на разных стадиях нагружения. Анализ спектральных характеристик при прохождении импульса АЭ через исходный и поврежденный материалы образцов подтвердил эффективность критериев. Приведены значения критериальных параметров для исследуемых типов образцов КМ.

Наведено дані чисельного аналізу реакції електричного поля потенційного зонда на поверхневий дефект полусферичної форми в слабопровідному композиті. Обговорено питання практичного використання зондів даного типу для вирішення питань дефектоскопії поверхневих тріщин.

Проаналізовано експериментальні дані малоциклової втоми під час двовісного непропорційного деформування різних типів матеріалів. Запропоновано деформаційний параметр - зведений розмах деформацій для отримання кореляційної залежності з довговічністю. Для більшості матеріалів, що розглянуті в роботі, ця залежність може бути отримана за результатами одновісних експериментів та описана лінійною функцією.

Роботу присвячено питанням теоретичного матеріалознавства. Розроблено багатофакторний підхід для пошуку нових термоелектричних матеріалів із наперед заданими властивостями. Вирішення цієї проблеми стало можливим завдяки комбінованому теоретичному розгляду електронної, коливної та конфігураційної складових енергії з використанням багатофакторних молекулярних моделей та розв'язків обернених задач. Це привело до розробки принципово нових методів розрахунків, що дали можливість описати залежність властивостей досліджуваного матеріалу від складу, кристалічної структури, параметрів енергетичного спектра. На конкретних прикладах показано дію розроблених автором методів від постановки задачі до розрахунку кривої рівноваги. Наведено також результати дослідження взаємозв'язку електронних властивостей та структури напівпровідникових розплавів з діаграмами стану. Встановлено, що сполуки з розшаруванням в бінарних системах володіють високоефективними термоелектричними властивостями.

Розглянуто варіант ендохронної теорії пластичності для прогнозування асиметричного знакозмінного циклічного навантаження матеріалів. Визначено базові досліди і описана розрахунково-експериментальна методика для конкретизації запропонованого функціоналу пластичності. Показано переваги наведеного підходу при розв'язку конкретних задач.

Трехмерная задача теории упругости о взаимодействии трещин в теле сведена к решению системы граничных интегральных уравнений относительно функций, характеризующих взаимное смещение противоположных поверхностей трещин в процессе деформации тела. Регулярные ядра этих уравнений, учитывающие взаимодействие трещин через границу раздела материалов, выписаны в явном виде для параллельных трещин. Использован численно-аналитический подход к решению полученных граничных центральных уравнений. Для двух дискообразных параллельных трещин в разных материалах, нагруженных нормальными усилиями, получены зависимости коэффициентов интенсивности напряжений от соотношения между упругими постоянными составляющих тела для различных расстояний трещин к границе раздела материалов.

Методом математичного моделювання виявлено загальну залежність фізико-механічних властивостей змішаного в'яжучого з техногенних відходів від його складу. Область оптимальних значень міцності на стиск і згин відповідає складам в'яжучого з підвищеним вмістом гіпсу (50-70 ). При збільшенні вмісту домішки спостерігається закономірний спад міцності і водостійкості в'яжучого. Визначено оптимальний склад в'яжучого, який відповідає марці 150 і має підвищену водостійкість. На його основі розроблено довговічний скловолокнистий композиційний матеріал з використанням відходів виробництва алюмоборосилікатного скловолокна.

Приведена зависимость механических характеристик волокнистого композиционного материала на основе меди и медных сплавов, армированных волокнами из ниобий-титанового сплава, от состояния границ раздела матрицы с волокнами при различных деформационных и термических режимах обработки.

Розглянуто вплив високих температур та температури довкілля на корозію тонких термоелектродів з неблагородних металів. Показано, що із збільшенням товщини корозійного шару термоелектродів точність вимірювання теплопровідності методом гарячої дротини збільшується. Доведено можливість контролю ступеня корозійного пошкодження термопар з тонких термоелектродів шляхом порівняння електроопорів.