Проведено вивчення методів дослідження та оцінок властивостей лопаток турбін охолоджуваної конструкції за термомеханічного навантаження. Мета роботи - огляд світових досягнень провідних підприємств та науково-дослідних установ у питанні втомних випробувань лопаток турбін за комплексного навантаження (циклічний температурний вплив, динамічне та статичне навантаження), та стану цієї теми на підприємствах України та пропозиції щодо її подальшого вивчення. В результаті аналізу публікацій і наукових статей можна дійти висновку, що спеціалізовані науково-дослідні інститути та провідні авіадвигунобудівні підприємства з кінця XX ст. займаються вивченням властивостей лопаток турбін в умовах їх роботи у складі двигуна. У світовій практиці існують розрахункові та експериментальні методики термомеханічних випробувань лопаток турбін. Ці випробування направлені на визначення найбільш пошкоджувальних навантажень, встановлення режимів польотного циклу, за яких фіксуються ці навантаження. В результаті визначено, що найбільшу загрозу міцності лопаток турбін несуть перехідні режими роботи двигуна, які є нетривалими за часом (вимірюються у секундах), але при цьому за яких проходить зміна параметрів температурного поля, навантаження від осьових і відцентрових сил. І саме циклювання зазначених параметрів призводить до зниження циклічної довговічності лопаток турбін, особливо охолоджуваної конструкції (наявність перфорацій, внутрішніх охолоджуючих каналів, інших конструкційних елементів призводить до ускладнення об'ємно-напруженого стану лопаток). Проаналізовано різні кристалографічні структури лопаток, їх зв'язок з об'ємно-напруженим станом; наведено приклади досліджень, які проводилися на українських підприємствах та їх результатів, які підкреслюють необхідність подальших експериментів у сфері оцінки характеристик міцності за комплексного циклічного навантаження. Розглянуто приклад установки для випробувань замкових з'єднань лопаток і зразків шестерень, яка може бути адаптована для випробувань лопаток у разі трикомпонентного навантаженя (температурні, динамічні навантаження та імітація впливу відцентрових сил). Зроблено висновок, що при використанні виключно розрахункових методів не можна достовірно оцінити рівень напружень та їх розподіл у зв'язку з тим, що розрахунки лімітовані граничними умовами, які задаються згідно з можливостями тої чи іншої розрахункової моделі. Підводячи підсумок, можна зазначити, що оцінку міцності лопаток при термомеханічному навантаженні доцільно починати з кількох серій випробувань зразків матеріалу лопаток із метою вивчення впливу температурних і силових циклів навантажень, впливу орієнтації вектора навантаження по відношенню до кристалографічної орієнтації лопатки. Зазначено, що також важливими є випробування натурних лопаток за термомеханічного навантаження, тому що у процесі випробувань зразків не відтворюються особливості об'ємно-напруженого стану матеріалу при реальній роботі лопаток у складі двигуна. Вищевказане тягне за собою розробку методів і спеціалізованих установок для термомеханічних випробувань.

Вивчено явище руйнування матеріалу за плинності, як одного із найбільш небезпечних і пошкоджувальних впливів на лопатки турбін в умовах їх експлуатації. Розглядаючи питання міцності лопаток турбін авіаційних двигунів та енергетичних установ, слід звернути особливу увагу на те, що механізм розвитку тріщин у процесі плинності більшою мірою обумовлений особливостями кристалічних структур лопаток і властивостями цих структур. На сучасному етапі розвитку світових технологій, лопатки турбін виготовляються методом монокристалічного лиття та методом спрямованої кристалізації. Цим типам кристалічних структур притаманна анізотропія їх властивостей. Причиною анізотропності кристалів є те, що за впорядкованого розташування атомів, молекул або іонів взаємодії між ними та міжатомними відстанями (а також деякі не пов'язані з ними прямими відношенями, наприклад, поляризуємість або електропровідність) виявляються неоднаковими за різними напрямками. Увагу приділено розгляду моделі плинності анізотропного сплаву з монокристалічною структурою. Природним способом визначення параметрів матеріалу теоретичної моделі матеріалу є проведення необхідної кількості базових експериментів. Числове моделювання з використанням відомих властивостей плинності монокристалів є альтернативною можливістю визначення параметрів матеріалу. Описаний алгоритм надає можливість визначити всі середні властивості плинності монокристалу. Параметри описаних співвідношень можна отримати або в результаті прямих експериментів, або на підставі мікромеханічного аналізу, як у випадку композиційних матеріалів. Розглянуто приклад отримання деяких характеристик монокристалічного сплаву ЖС-32 у результаті апроксимації його кривих плинності, отриманих експериментально. Беручи за основу закон Нортона - Бейлі та з використанням сучасного розрахункового комплексу Maple Release 2021.0, визначено мінімальну швидкість деформації плинності та константи плинності, а також побудовано графік залежності швидкості деформації плинності від рівня навантаження матеріалу.