Запропоновано й обгрунтовано дислокаційну модель втрати рівноваги субмікротріщини з урахуванням стохастичної природи далекодіючих полів мікронапружень. Уперше на кількісному рівні описано закономірності впливу густини дислокацій і розмірів зародкових тріщин на рівень зовнішніх напружень, необхідних для втрати рівноваги та перехід у катастрофічне поширення субмікротріщини, а також отримано вирази для визначення величини ефекту впливу випадкових мікронапружень на макроскопічне напруження втрати рівноваги зародкової тріщини залежно від густини дислокацій і розмірів субмікротріщин і для прогнозування ймовірності цього ефекту. Встановлено закономірності впливу пластичної деформації та середнього розміру зерна на величину розглянутого ефекту. Проаналізовано вклад цього ефекту в статистичний розкид макроскопічного напруження квазікрихкого руйнування. Обгрунтовано статистичну природу останнього.

Наведено результати комп'ютерного моделювання виникнення та втрати рівноваги зародкових тріщин у металі, який складається з зерен випадкових розмірів та орієнтацій з урахуванням флуктуації мікронапружень і мікродеформацій. Побудовано функції розподілу ймовірності квазікрихкого руйнування для широкого інтервалу зміни величини найбільш імовірного зерна та дисперсії розмірів зерен. Встановлено, що ці функції з достатньою точністю можна апроксимувати трипараметричним розподілом Вейбулла. Отримано залежності параметрів Вейбулла від розмірів зерен і значень їх дисперсії.

Запропоновано нову методику дослідження водневого окрихчення (ВО) сталей, яка базується на використанні фізично обгрунтованого кількісного критерію оборотного впливу водню. Цей критерій визначається із співвідношення між величинами дійсного напруження руйнування металу в наводненому і початковому станах. Методика передбачає використовування стандартних циліндричних зразків, які деформуються одновісним розтягом у визначеному інтервалі температури. Для ілюстрації можливостей нової методики подано результати експериментів з ВО сталі 09Г2С.

Показано можливість використання нових фізично обгрунтованих характеристик в'язкості металу та окрихчуючої дії концентратора напружень з метою аналізу квазікрихкого руйнування, ініційованого короткими тріщинами. Запропоновано методику експериментального визначення величини параметра, який характеризує окрихчуючу дію цих дефектів, та отримано наближену залежність для розрахунку його значення для короткої тріщини. Для типових конструкційних сталей встановлено залежність коефіцієнта запасу в'язкості сталі з короткою тріщиною від рівня її міцності. Сформульовано вимоги до рівня в'язкості, за якого дефекти цього типу не є небезпечними.

Запропоновано статистичний підхід до моделювання крихкого (квазікрихкого) руйнування ферито-перлітних сталей, у межах якого розглянуто особливості утворення та втрати рівноваги зародкових тріщин у ферито-перлітній структурі. Показано, що наявність перлітних колоній у феритній матриці призводить до виникнення далекодійних полів розтягальних мікронапружень, створюваних дислокаційними ансамблями, які утворюються на межах феритних зерен і перлітних колоній. Дія цих напружень викликає зниження рівня крихкої міцності ферито-перлітних сталей порівняно з залізом, яке має феритні зерна того ж розміру. Наведено результати комп'ютерного моделювання впливу мікроструктури цих сталей на рівень їх крихкої міцності. Показано, що крім розміру феритного зерна і вмісту перлітної складової на рівень крихкої міцності суттєво впливає товщина цементитних пластин і ширина феритного проміжку в перліті. Отримано оптимальні співвідношення між параметрами мікроструктури та визначено максимально можливі для цього класу сталей рівні крихкої міцності.

Індекс рубрикатора НБУВ: К206.043

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К206.22-1

Рубрики:

Міцність металів та сплавів

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: квазихрупкое разрушение, концентрация напряжений, вероятность разрушения, статическое напряжение скола, хрупкая прочность
Індекс рубрикатора НБУВ: К204.38 + В378.6

Рубрики:

Дефекти термічної обробки металів і сплавів

Механічні властивості монокристалів металів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: образец "Шарпи", ударная вязкость, концентрация напряжений, коэффициент вязкости, конструкционная сталь, прочность
Індекс рубрикатора НБУВ: К222.230.62-1

Рубрики:

Механічні властивості конструкційної сталі

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К206.222

Рубрики:

Крихка міцність (крихкість) металів і сплавів

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Изложена целостная физически обоснованная система представлений о факторах, контролирующих предельный уровень прочности металла на трех масштабных уровнях: атомном, микро- и мезоуровнях, а также на макроуровне (прочность металла в конструкции). Освещены результаты молекулярно-динамического моделирования деформирования металлических наночастиц и разработанные на их основе представления об атомистике процессов потери устойчивости, деформации и разрушения идеальных кристаллов и металлических наночастиц. Установлена связь между объемными энергетическими изменениями при деформации кристалла. Рассмотрена статистическая модель хрупкого разрушения поликристаллов, основанная на концепции зародышевых трещин. Приведены экспериментальные данные о влиянии структурного состояния конструкционных сталей на уровень предельной прочности металла.

Ключ. слова: трубная сталь, вязкость разрушения, охрупчивание, состаренная сталь, испытания по Шарпи
Індекс рубрикатора НБУВ: К222.234.770.624

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: пластическая деформация, макротрещина, компьютерное моделирование, локальная текучесть, напряженно-деформированное состояние
Індекс рубрикатора НБУВ: К206.223

Рубрики:

Утомна (циклічна) міцність (утома, витривалість) металів і сплавів

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Узагальнено літературні дані, а також наведено результати оригінальних досліджень з проблем моделювання міцності та руйнування нанокристалів ОЦК-металів. Показано, що характерною особливістю процесу деформації нанокристалів ОЦК-металів є ефект втрати стабільності нанокристала, що виявляється в різкому падінні рівня напружень у нанокристалі. У даному випадку ступінь падіння розтягальних напружень може досягати 70 %. Втрата стабільності відбувається у результаті перебудови кристалічної структури, що є механізмом необоротної (пластичної) деформації цього класу матеріалів. Показано, що рушійною силою цих перебудов є дотичні напруження. Установлено принципові відмінності між втратою стабільності на атомному (рівень елементарної комірки) та нанорівні. На прикладі моделювання за допомогою методу молекулярної динаміки гідростатичного розтягу нанокристалів молібдену та заліза проаналізовано закономірності утворення тріщин у нанокристалах. Показано, що утворенню атомногострих тріщин передує зсувна нестабільність нанокристала, а самі тріщини розкриваються в площинах зсуву {110}. Розглянуто роль флуктуацій у процесі втрати стабільності нанокристалів. Підкреслено, що розробка моделей зсувної нестійкості й тріщиноутворення в нанокристалах є актуальною проблемою створення фізичних основ міцності та пластичності цього нового класу матеріалів.

Наведено результати комп'ютерного моделювання виникнення та втрати рівноваги зародкових тріщин у металі, який складається з зерен випадкових розмірів та орієнтацій. Побудовано функції розподілу ймовірності квазікрихкого руйнування для широкого інтервалу зміни величини найбільш імовірного зерна та дисперсії розмірів зерен. Виявлено, що ці функції з достатньою точністю можна апроксимувати трипараметричним розподілом Вейбулла. Одержано залежності параметрів Вейбулла від величини малих пластичних деформацій.

Наведено результати досліджень щодо розробки локального підходу до аналізу крихкого руйнування металів і сплавів. Показано, що розробка статистичного критерію локального руйнування металу в околі концентратора напружень є ключовою проблемою локального підходу. Обгрунтовано можливість опису процесу крихкого (квазікрихкого) руйнування металу перед надрізом на основі "перших принципів", тобто аналізу процесів утворення та катастрофічного росту зародкових тріщин. Розглянуто фізичні ефекти, які необхідно враховувати в ході розробки локального критерію руйнування, й основні фактори, за якими визначають розмір "process zone". Установлено залежність останнього від величини відносного градієнта інтенсивності локальних пластичних деформацій. Проаналізовано коректність використання розподілу Вейбулла для аналізу квазікрихкого руйнування металів. Показано, що параметри Вейбулла не є константами матеріалу як це постулюється в загально прийнятому варіанті локального підходу. Їх значення залежать від величини локальної пластичної деформації та напружено-деформованого стану металу в околі концентратора.

Ключ. слова: компьютерное моделирование, молекулярная динамика, нанокристалл, ОЦК-металл, механизм разрушения, растяжение, деформация
Індекс рубрикатора НБУВ: К290.62 + В371.236 + В376.3

Рубрики:

Механічні властивості металів і сплавів з іншими властивостями

Крихкість. Пластичність

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: прочность, хрупкая прочность, сталь, пакет, цементит, оптимизация структуры
Індекс рубрикатора НБУВ: К222.062.22

Рубрики:

Крихка міцність (крихкість) заліза та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

На підставі результатів аналізу елементарних актів утворення та катастрофічного росту зародкових тріщин запропоновано модель квазікрихкого руйнування текстурованого полікристала. Розроблено фізичні уявлення щодо природи анізотропії крихкої міцності деформованих полікристалічних металів. Показано, що ця анізотропія обумовлена нерівномірним розподілом орієнтацій площин ковзання в деформованому полікристалі. Запропоновано кількісну міру анізотропії крихкої міцності та методику її експериментального визначення.

Ключ. слова: неоднородность зеренной структуры, железо, углеродистые стали, "хрупкая прочность"
Індекс рубрикатора НБУВ: К222.02

Рубрики:

Кристалічна будова заліза та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ