Розглянуто вплив статичної міцності (границі текучості) матеріалу на основні параметри процесу проникання - питому роботу утворення каверни та тиск на поверхню контакту. Отримано аналітичні вирази й кількісні оцінки питомої роботи затраченої на утворення сферичної та циліндричної каверн, а також тиску на поверхні таких каверн за умов статичного розширення останніх для жорсткопластичної та пружнопластичної моделей матеріалу. Показано адекватність оцінок питомої роботи деформування пластини при утворенні сферичної каверни та при утворенні каверни в результаті проникання жорсткого стрижня. Оцінено вплив деформаційного зміцнення матеріалу на максимальну радіальну напругу на поверхні каверн. Встановлено, що за низьких швидкостей проникання суттєвий вплив на опір прониканню й розширення каверни має пружна стисливість матеріалу в області непружних деформацій. Проаналізовано кінетику напружено-деформованого стану матеріалу під час проникання деформівного стрижня.

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.

Розроблено методику та виконано експериментальні дослідження впливу берегів тріщини на ефект її закриття під час циклічного навантаження. Проаналізовано результати випробувань на циклічну тріщиностійкість сталей та алюмінієвого сплаву у разі симетричного та асиметричних циклів навантаження, а також у разі симетричного циклу навантаження з видаленням із берегів тріщини матеріалу, який впливає на величину її закриття.

Зроблено теоретичне обгрунтування алгоритму ідентифікації мікротріщин. Ідентифікація базується на цифровій обробці РЕМ-зображень. Наводяться приклади модельного трасування тріщин.

На підставі аналізу експериментальних даних малоциклової втоми за одновісного та двовісного (непропорційного) деформування широкого класу металевих матеріалів запропоновано інженерний підхід до оцінки довговічності. Підхід базується на кореляційній лінійній залежності між наведеним розмахом деформацій і числом циклів до початку руйнування. Зазначений деформаційний параметр враховує орієнтацію траєкторії циклу в просторі деформацій та ступінь її непропорційності. Використання деформаційного параметра як критеріального дозволило отримати задовільні результати під час прогнозування довговічності.

Досліджено закономірності розвитку форми фронту кутових тріщин за умов ізотермічного та термомеханічного циклічного навантаження. На зразках зі сплавів ЕІ698 та ЕІ617 показано вплив навантажуючих чинників на сталість форми фронту тріщини відриву.

Досліджено мікроструктуру плоских зразків із листового матеріалу після їх ударного навантаження з різною швидкістю. Біля вістря надрізів у зоні локалізованої деформації виявлено декілька областей з різною металографічною будовою. Припущено, що подрібнення зерен зумовлено процесами динамічної рекристалізації внаслідок локального підвищення температури під час інтенсивного пластичного деформування. Зроблено висновок, що наявність несуцільностей між областями з різноманітною мікроструктурою, а також підвищена концентрація пор у зоні локалізованої деформації поблизу зовнішньої поверхні свідчать про реалізацію умов об'ємного напруженого стану в матеріалі під час випробування дослідних зразків.

Для випадку циклічного навантажування у діапазоні частот 100...10000 Гц запропоновано методику дослідження поширювання малих тріщин за допомогою розробленої системи вимірювання реакції дефектної ділянки металу на дію високочастотного електромагнітного поля. Наведено підходи до створення вимірювального комплексу для визначення довжини малих поверхневих тріщин, що розвиваються від завданого початкового дефекту, а також сформульовано вимоги до вибору геометричних параметрів початкового концентратора. Виявлено, що за однакового рівня циклічних напружень малі утомні тріщини розміром 0,1...0,2 мм формуються раніше (відносно кількості циклів до руйнування) за більш високої частоти навантажування.

Наведено методику та результати чисельного моделювання й експериментального вивчення кінетики локалізованої пластичної деформації зсуву у вузькій зоні полоси з листового пружнов'язкопластичного матеріалу при динамічному навантаженні. В одномірній постановці розглядається розвиток локалізованої деформації і вплив на розподіл напружень та деформацій ефектів, викликаних розвитком у матеріалі пластичного зсуву з урахуванням нелінійної в'язкості, пошкодження та температури. Здійснено випробування полос із м'якої сталі та високоміцного алюмінієвого сплаву при багаторазовому ударному навантаженні з малим приростом деформації за кожен удар (це відповідає з достатньою точністю ізотермічному навантаженню). Експериментальні залежності розвитку локалізованої зсувної деформації при такому навантаженні дозволяють стверджувати, що розвиток локалізованого зсуву переважно впливає на концентрацію напружень біля краю полоси.

Предложен теоретико-экспериментальный метод исследования высокотемпературного водородного разрушения биметаллических элементов конструкций, работающих в водородсодержащих средах. Показано, что разрушение происходит вследствие объединения пор в трещину и ее дальнейшего подрастания в результате наполнения газом, который создает высокое давление. По данным теоретических исследований построена временная зависимость образования и роста площади трещины на границе сплавления стали 15Х2МФА-А с аустенитной наплавкой. Корректность теоретических положений разработанной методики подтверждена экспериментально. С этой целью использовались методы акустической эмиссии, ультразвукового контроля и металлографии.

За допомогою методу базових діаграм проаналізовано більше двохсот діаграм тривалої міцності, одержаних за умов тривалості експерименту 100000 год і більше. Показано, що робота лише з відхиленнями окремих ділянок експериментальних діаграм від відповідних ділянок базових у режимі аналізу відомих експериментальних даних і режимі прогнозування тривалої міцності відкриває нові значні можливості підвищення точності та надійності прогнозування.

Описано неруйнівний метод визначення температури крихкості за допомогою аналізу температурної залежності модуля поздовжньої пружності та теплового лінійного розширення. Працездатність цього методу підтверджено прикладами випробувань сплаву молібдену з вуглецем у крихкому та пластичному станах та сталей 50С2 і 80С.

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.

Розглянуто вплив жорсткості дослідницької машини і режиму навантажування на механічні характеристики й опір деформуванню металів у разі немонотонного розвитку їх пружнопластичної деформації внаслідок охолодження до 4,2 К і (або) дії імпульсів електричного струму. Запропоновано підхід, який дозволяє наблизити величину стрибка навантаження, зумовленого дією імпульсу електричного струму, за умов довільного режиму навантажування до максимально можливої (у випадку постійної швидкості деформування і малого запасу пружної енергії навантажуючого пристрою) величини.

Розглянуто постановку та метод розв'язання задачі побудови еволюційних рівнянь процесу окрихчування металевих матеріалів за умов повзучості. Окрихчування ідентифіковано як процес втрати пластичності залежно від часу. Систематизовано та проаналізовано експериментальні дані для жароміцних сталей та сплавів і на цьому грунті відокремлено два основних класи матеріалів - що руйнуються в'язко та окрихчуються. Кінетику окрихчування розглянуто відносно деформації "миттєвого руйнування", вона підпорядковується експоненційному закону. Сформульовано умови зміни характеру руйнування, що дозволяє розрахувати координати точок злому на діаграмах довготривалого руйнування.

Запропоновано метод аналізу фізичної достовірності розв'язку задач пластичності й оцінено фізичну достовірність найпростіших варіантів теорії пластичності для деяких плоских процесів складного навантаження. Показано, що неврахування геометрії процесу навантаження призводить до значних похибок у розрахунках за теоріями. Наведено рекомендації щодо ефективнішого використання класичних теорій для деяких металів за різних видів навантаження.

Розглянуто метод оцінки довговічності за умов багатовісного непропорційного малоциклового навантаження. Метод грунтується на конценпції еквівалентних деформацій. Розмах еквівалентної деформації є функцією тільки траєкторії деформації та має сталу, яка залежить від додаткового зміцнення матеріалу за умов непропорційного навантаження. Запропоновано новий параметр матеріалу, який є універсальним для застосування до матеріалів як з малим, так і з великим додатковим зміцненням. До його основи покладено роботу пластичних деформацій за цикл. Параметр матеріалу добре корелює з результатами випробувань нержавіючої сталі 08Х18Н10Т і титанового сплаву ВТ9 у разі непропорційного малоциклового навантаження.

Отримано розв'язок задачі щодо визначення напруженого стану в рамках теорії плинності з ізотропним зміцненням у разі розтягу з одночасним крученням суцільного циліндричного зразка з матеріалу, чутливого до швидкості та ступеня деформації за умов пропорційного навантаження. Проаналізовано отримані вирази. За даними випробувань на розтяг з одночасним крученням за умов надпластичності побудовано діаграму деформування титанового сплаву ВТ9 з використанням виразів для інтенсивності напружень.

Розглянуто конструктивні особливості устаткування для дослідження міцності та закономірностей руйнування листових конструкційних матеріалів у випадку двовісного розтягу зразків одностороннім тиском робочого середовища. Запропоновано розв'язання ряду проблем методичного характеру, пов'язаних з випробуваннями за високих рівнів тиску робочого середовища. Це дозволить забезпечити необхідні режими охолодження зразків, знизити рівень енергії руйнування, підвищити надійність і безпеку випробувань.

Запропоновано методику дослідження коротких тріщин за умов високочастотного циклічного навантажування з використанням розробленого дефектологічного пристрою автогенераторного типу. В результаті порівняння вимірів довжин поверхневих тріщин, сформованих за однакових відносної кількості циклів до руйнування та амплітуди циклічних напружень при частотах навантажування 100 і 1000 Гц, показано, що підвищення частоти навантажування супроводжується формуванням довших поверхневих тріщин.