DSpace Зібрання: Вісник Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 2013 рік, № 3 (71)
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2770
Вісник Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 2013 рік, № 3 (71)2024-03-28T11:58:59ZКонтроль рассеянной поврежденности стали магистрального газопровода методом магнитооптической вихретоковой интроскопии
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2883
Назва: Контроль рассеянной поврежденности стали магистрального газопровода методом магнитооптической вихретоковой интроскопии
Автори: Бержанский, Владимир; Марущак, Павло Орестович; Бищак, Роман Теодорович; Данилюк, И.; Вишневский, В.; Прокопов, А.; Панков, Федор; Луговской, Назар; Berzhansky, V.; Maruschak, P.; Bishchak, R.; Danyliuk, I.; Vishnevskii, V.; Prokopov, A.; Pankov, F.; Lugovs’kyy, N.; Вишневський, Віктор Ігорович
Короткий огляд (реферат): Выявлены основные закономерности оценки поврежденности материала магистрального газопровода после длительной эксплуатации. Изучены физические аспекты накопления повреждений конструкционных материалов с учетом режимов нагружения конструкции. Проанализировано влияние наводораживания и деформационного старения стенки трубопровода на характеристики прочности и пластичности стали 17Г1С. Методами индентирования установлено исчерпание пластичности материала на микро- и макроуровнях. Установлена корреляционная связь между данными различных методов оценки структурного состояния материала. Получены вихретоковые магнитооптические образы дефектов для тестовых объектов контроля и фрагментов магистрального газопровода «Киев – Запад Украины-1» после сорока лет эксплуатации в земле. Представлены фотографии дефектов и их магнитооптических образов, полученные при различных режимах контроля.; The main regularities in the evaluation of the damage degree of the main gas pipeline material after a long-term operation are found in this paper. Physical aspects of damage accumulation in structural materials taking into account loading modes of the structure are studied.
The effect of hydrogenation and deformational aging of the pipeline wall on the characteristics of strength and plasticity of steel 17G1S is analyzed. The methods of indentation were used to determine the exhaustion of the material plasticity at the micro- and macrolevels. The correlation relationship between the data obtained by different evaluation methods of the material structure condition is established.
The methodological peculiarities of using the eddy current introscopy and magnetography based on the magneto-optic bismuth substituted garnet film transducer for the identification and analysis of the scattered structural and mechanical damage, and localized defects are considered. The eddy current magneto-optic images of the defects found in the test control objects and fragments of the “Kyiv-West of Ukraine-1” main gas pipeline after forty years of operation under ground are obtained. The pictures of these defects and their magneto-optic images obtained under various control modes are presented.
The results obtained are important for understanding the failure mechanisms of the pipeline system materials. Especially interesting is an increase in the material non-uniformity, i.e. a change in the condition of the structurally non-uniform medium at different structural level. A decrease in the relative necking indicates the in-service embrittlement of metal, including due to deformation hardening, the indication of which can be the increased hardness and microhardness A change in the condition of the structural levels of materials takes place during deformation of steel 17G1S.; Виявлено основні закономірності оцінки пошкодженості матеріалу магістрального газопроводу після тривалої експлуатації. Вивчено фізичні аспекти накопичення пошкоджень конструкційних матеріалів з урахуванням режимів навантаження конструкції. Проаналізовано вплив наводнювання і деформаційного старіння стінки трубопроводу на характеристики міцності і пластичності сталі 17Г1С. Методами індентування встановлено вичерпання пластичності матеріалу на мікро-і макрорівнях. Встановлено кореляційний зв'язок між даними різних методів оцінки структурного стану матеріалу. Отримано вихорострумові магнітооптичні зразки дефектів для тестових об'єктів контролю і фрагментів магістрального газопроводу «Київ-Захід України-1» після сорока років експлуатації в землі. Представлені фотографії дефектів і їх магнітооптичних зразків, отриманих при різних режимах контролю.2013-08-29T00:00:00ZДослідження закономірностей накопичення втомних пошкоджень у зварних з’єднаннях
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2882
Назва: Дослідження закономірностей накопичення втомних пошкоджень у зварних з’єднаннях
Автори: Соловей, С.; Solovei, S.
Короткий огляд (реферат): Експериментально досліджено вплив послідовності прикладення навантажень (зростаючої, спадаючої та квазівипадкової) на циклічну довговічність зварних з’єднань низьколегованої сталі 09Г2С при багатоступеневому та блоковому навантаженнях. За гіпотезою лінійного підсумовування втомних пошкоджень встановлено відповідні граничні значення накопиченої втомної пошкодженості до руйнування зразків залежно від виду та послідовності прикладених навантажень. Показано, що при блоковому навантаженні зварних з’єднань порядок прикладення навантажень у блоці істотно не впливає на значення накопиченої втомної пошкодженості таврових зварних з’єднань, які знаходяться у діапазоні від 0,60 до 0,97.; The paper is devoted to establishing the regularities of fatigue damage accumulation in welded joints at multistep and block loading with different sequences of load application in the block. Fatigue testing was conducted on specimens of welded tee-joints of low-alloyed structural steel 09G2S at zero-to-tension alternating cycle with the frequency of 5 Hz. Different sequences of load application (increasing, decreasing or quasirandom) were assigned by 5 loading steps. Hypothesis of linear summation of fatigue damage was used to establish the respective boundary values of accumulated fatigue damage of specimens, depending on the kind and sequence of applied loading. It is shown that at multistep loading of welded joints, the sequence of load application essentially influences cyclic fatigue life of welded joints. Boundary values of accumulated fatigue damage of the joints before fracture at increasing sequence of applied loading are in the range from 0.32 to 0.56, at decreasing sequence – from 1.48 up to 1.97 and at quasirandom sequence – from 0.84 to 1.24. Thus, the sequence of load application to welded joints causes an opposite effect in terms of regularities of fatigue damage accumulation compared to base metal. It is established that the range of boundary values of accumulated fatigue damage at block loading (0.60…0.97) is four times narrower than the range of values of boundary total damage at multistep loading (0.32…1.97). While calculating the cyclic fatigue life of welded joints subjected to block loading by the hypothesis of linear summation of fatigue damage, it is recommended to take boundary value of accumulated fatigue damage of 0.6 as the damage criterion.2013-08-02T00:00:00ZЗастосування методу акустичної емісії для оцінювання впливу поверхневого зміцнення на характеристики опору багатоцикловій втомі залізовуглецевих сплавів
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2881
Назва: Застосування методу акустичної емісії для оцінювання впливу поверхневого зміцнення на характеристики опору багатоцикловій втомі залізовуглецевих сплавів
Автори: Беженов, Сергій Олександрович; Bezhenov, S.
Короткий огляд (реферат): Запропоновано ефективний неруйнівний спосіб оцінювання ефекту зміцнення поверхневих шарів залізовуглецевих сплавів різних класів (вуглецеві та леговані сталі), що зазнають пошкоджень в умовах багатоциклової втоми. Описано теоретичні передумови практичного застосування неруйнівного методу акустичної емісії для оцінювання параметрів, які визначають процес руйнування матеріалів під дією циклічних навантажень, та фізико-механічну модель зміцнення двофазного пластично деформованого твердого тіла. Наведено методики отримання статичних та циклічних акустоемісійних характеристик матеріалів, а також результати АЕ контролю зразків досліджуваних матеріалів у різному технічному стані за різних умов навантаження. Проаналізовано отримані кореляційні залежності між характеристиками опору втомі зразків матеріалів як після нормалізації, так і після поверхневого зміцнювання, та параметрами їх статичних і циклічних АЕ характеристик.; The effective non-destructive method to estimate the effect of hardening of the surface layers of different class iron-carbon alloys (carbon steels and alloyed steels), which are being damaged at the high-cycle fatigue conditions has been proposed. The theoretical background of the non-destructive acoustic emission method practical application for the estimation of the parameters, which determine the material fracture process under cyclic loading, is described. The relation between the intensity of the AE radiation and the intensity of changing the stress/strain condition of the material local volume according to the model of the high-cycle fatigue, which is based on the existence of the pole of the fatigue curves of the same class materials having different technological inheritance hypothesis has been established. The physical-mechanical model of the two-phase plastic deformed solid body hardening is presented. According to this model, the power of the AE radiation is connected with the dislocation processes intensity, which is characterized by the size of local yielding zone on the material micro-yielding stage. The experimentally obtained physical-mechanical properties, as well as the fatigue resistance characteristics of the carbon steels, having different carbon content, and alloyed steels, having various alloy elements content, both in the after-normalizing state and after hard facing via plastic deformation of the surface by the steel balls, which are oscillated at the ultrasonic frequency are presented. The methods to obtain the static and cyclic acoustic emission characteristics of the materials are given. Due to experimental data of the AE monitoring under different loading conditions of the specimens of the investigated materials having various technical conditions, the peculiarities of the static and cyclic AE characteristics are analysed. The possibilities of the using the specific parameters of the AE characteristics for the estimation of the hard facing influence on the fatigue resistance characteristics are discussed. The obtained correlation dependences between the high-cycle fatigue resistance characteristics of the material specimens, both after normalizing and after hard facing, and the parameters of their static and cyclic AE characteristics are analysed.2013-08-19T00:00:00ZЗміцнення твердосплавного різального інструменту для важкого машинобудування на основі поверхневої та об’ємної модифікації фізичними методами
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2880
Назва: Зміцнення твердосплавного різального інструменту для важкого машинобудування на основі поверхневої та об’ємної модифікації фізичними методами
Автори: Сорока, О.; Родічев, Ю.Я.; Ковальов, В.; Васильченко, Я.; Soroka, O.; Rodichev, Yu.; Kovalov, V.; Vasilchenko, Y.
Короткий огляд (реферат): Аналіз роботи та відмов інструменту при обробці на важких верстатах показав, що поряд з виходом з ладу інструменту внаслідок зносу майже половина відмов спричиняється крихким руйнуванням різальної частини твердосплавної пластини, яке проявляється у викришуванні різальних кромок та сколюванні різальної частини. Це зумовлює необхідність застосовування методів поверхневої та об’ємної модифікації для підвищення ресурсу й роботоздатності інструменту. Показано, що ефективним методом підвищення поверхневої міцності та зносостійкості твердого сплаву є нанесення PVD – покриттів дискретного типу з параметрами, які цілеспрямовано обираються за критеріями адгезійної та когезійної міцності. Отримано, що обробка твердосплавного інструменту імпульсним магнітним полем призводить до зростання границі міцності на згин при статичному навантаженні на 16…27%, підвищення періоду стійкості до руйнування на 17% та зменшує розкид величин показників, які характеризують експлуатаційну надійність різальних інструментів.; Analysis of the tool work and refusals ,when heavy cutting, showed that in addition with the tool wear, almost half of refusals are caused by brittle fracture of the cutting carbides, which manifests itself in the microchipping of cutting edges and tool cutting part chipping. This determines necessity to use methods of surface and bulk modification to improve tool performance and life time. As the method of surface modification the plasma vapor deposition (PVD) was chosen and the pulsed magnetic field treatment was suggested as a method for bulk modification. It is proposed to create discrete surface topography coatings with purposeful chosen parameters that can prevent the loss of stability of coating elements under the action of compressive residual stresses and cohesion cracking under tensile stresses. For longitudinal compression, the discrete region size is calculated using the theory of stability of elastic systems; under tensile stresses сohesion cracking of a coating can be avoided if a coating region size would be determined from the calculated crack step. This increases the efficiency of PVD – coatings and extends the sphere of their application to carbide cutting tool for heavy machines. Tests in industrial conditions showed that the life time of replaceable insert SNMN 190912T with TiN discrete coating increases in 3.7 times and 1.45 times as compared with the uncoated tool and one with continuous coating. It is obtained that the treatment of carbide tool with pulsed magnetic field leads to an increase in bending strength limit under static load by 16 ... 27%. The dependence of this increase on the treatment regime and tool material was found. Laboratory tests for carbide cutting tool by "breaking feeding "method showed that the pulsed magnetic field treatment leads to an increase in the period of resistance to fracture by 17% and reduce the coefficient of variation by 34%. Application of pulsed magnetic field minimizes scatter values of indicators characterizing operational reliability of cutting tool. It is concluded that promising methods to improve tool performance and life time are techniques that combine surface and bulk modification.2013-08-01T00:00:00ZЧисельний аналіз розвитку в’язкого руйнування ділянок магістральних трубопроводів з типовими дефектами
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2879
Назва: Чисельний аналіз розвитку в’язкого руйнування ділянок магістральних трубопроводів з типовими дефектами
Автори: Міленін, О.; Великоіваненко, О.; Розинка, Г.; Півторак, Н.; Milenin, O.; Velikoivanenko, O.; Rozynka, G.; Pivtorak, N.
Короткий огляд (реферат): Побудовано комплексну математичну модель розвитку мікропошкодженості матеріалу конструкційних елементів при зварюванні та експлуатації з метою чисельного аналізу граничного стану зварних конструкцій, схильних до в’язкого руйнування. На основі сучасних скінченно-елементних моделей кінетики стану зварних конструкцій реалізовано алгоритми появи, взаємодії та росту пор в’язкого руйнування металу та їх переходу в макродефекти. На прикладі елемента магістрального трубопроводу із дефектом локальної корозійної втрати металу в області монтажного кільцевого шва досліджено специфіку розвитку розсіяного пошкодження за в’язким механізмом та його вплив на граничний стан такої конструкції.; The limit state of main pipelines and welded pressure vessels with typical surface corrosion defects is determined with processes of ductile fracture in the region of geometrical anomalies and welded joints. For the numerical analysis of the limit state of welded constructions liable to ductile fracture, the complex mathematical model of the construction elements material microdamage growth at welding and exploitation, has been built. On the basis of up-to-date finite element models of welded constructions state kinetics the algorithms of appearance, interaction and growth of pores of metal ductile fracture and their transition to macrodefects have been realized. Therefore calculations of state of stresses and strains of the construction at welding and exploitation loading consider the changing of bearing cross-section of porous elements and the changing of plasticity condition. For the locally unisothermal construction deformation correspondent criterion of ductile fracture pores nucleation has been proposed. As an example, the element of main pipeline with the defect of local corrosive metal loss in the region of circumferential field weld the features of dispersed damage growth according to ductile fracture mechanism and its influence on such construction limit state, has been explored. It has been shown, that depending on the relative position of geometrical anomaly and welded joint, the fields of damage, those caused with them, start interacting at a different internal pressure in the pipeline, and the way of this interaction determines the limit load at which macrodefects appear. The influence of possible weld metal discontinuity of gas porosity type, that appeared at welding of circumferential pipeline joints, on construction bearing capacity, has been studied. It has been shown, that the presence of such defects can substantially decrease the limit exploitation loading.2013-08-07T00:00:00ZРозроблення процедури визначення характеристик твердості і міцності сталей методом інструментованого індентування
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2878
Назва: Розроблення процедури визначення характеристик твердості і міцності сталей методом інструментованого індентування
Автори: Каток, Олег Анатолійович; Дроздов, О.; Katok, O.; Drozdov, O.
Короткий огляд (реферат): Для нормування процедури визначення характеристик твердості і міцності сталей методом інструментованого індентування в Інституті проблем міцності імені Г.С. Писаренка НАН України розроблено проект стандарту Національної академії наук України. Отримано позитивні результати щодо використання цього стандарту при визначенні стану металу зварного з’єднання №111 «гарячого» колектора з корпусом парогенератора та стінки труби (сталь 17Г1С-У) газопроводу.; The draft standard for nondestructive testing of the material condition of critical structural elements during their manufacture, operation and repair was prepared by the National Academy of Sciences (NAS) of Ukraine. This standard document was developed basing on the experimental investigations performed at the G.S. Pisarenko Institute for Problems of Strength under the NAS of Ukraine. A test method for instrumented indentation in the macro-range of indentation forces and procedures for converting Brinell hardness and strength of steels from instrumented indentation curves has been established. The deviation of the hardness values, estimated according to this standard from tensile testing results, does not exceed 10%, and the deviation of the Brinell hardness values, estimated according to this standard from the data, obtained by the Brinell hardness test method, does not exceed 5%.
The developed standard has been used in the evaluation of the metal condition of critical equipment after its service life. The results of determining the distribution of the strength and hardness characteristics for the metal of welded joint No. 111 of the “hot” collector to the steam generator nozzle and the gas pipe wall, determined by the instrumented indentation method, are presented as an example.2013-08-12T00:00:00ZОцінювання довговічності тіл кочення за утворенням типових контактно-втомних пошкоджень – пітингу і відшарування
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2877
Назва: Оцінювання довговічності тіл кочення за утворенням типових контактно-втомних пошкоджень – пітингу і відшарування
Автори: Дацишин, О.П.; Глазов, А.; Datsyshyn, O.; Glazov, A.
Короткий огляд (реферат): Розроблено комплексну методологію дослідження процесів руйнування в зоні контакту тіл кочення та оцінювання їх довговічності за критеріями формування типових контактно-втомних пошкоджень – пітингу та відшарування – з урахуванням експлуатаційних умов пари кочення та характеристик циклічної тріщиностійкості матеріалів на розрив та поперечний зсув. Запропоновано розрахункові алгоритми, на основі яких обчислено коефіцієнти інтенсивності напружень (КІН) для крайових та поверхневих тріщин, побудовано карти контактування їх берегів і траєкторії поширення тріщин, які формують втомні поверхневі пошкодження. Оцінено залишкову контактну довговічність приповерхневої зони залізничних рейок і коліс та опорних валків вальцювальних станів за утворенням пітингу і відшарування. Показано ступінь її залежності від таких експлуатаційних параметрів, як тертя – змащування в контакті кочення, тертя між берегами тріщини, інтенсивність навантаження пари кочення та характеристики тріщиностійкості матеріалів. Також прогнозовано форми і розміри частинок викришування та відшарувань. Роботу виконано в рамках лінійної механіки руйнування.; The methodology for a computer investigation of fracture processes in the contact zone of rolling bodies and evaluating their residual durability according to criteria of formation of the typical contact fatigue damages – pitting and spalling, has been developed, taking into account a operating conditions of rolling pair and characteristics of cyclic crack growth resistance of material by transversal shear and normal opening. This methodology is based on the concepts of two-stage assessment model of solids durability by the cracks development under their cyclic contacting. It is assumed, that in a contact zone the nearsurface macrocracks, that form damages, are propagated by transverse shear mechanism during the initial (first) stage, and during the second stage – by the normal opening mechanism. The resource of model is expanded for the first stage due to a solutions of new contact problems for bodies with cracks, whose faces are contacting in a compression area (smooth contact, shear with friction, stick) under a moving load on the rolling surface, and for the second stage – due to modeling of a fluid wedging action, that enters into a crack. A computational algorithms have been developed and the propagation paths of cracks, that form surface fatigue damages, have been constructed on their bases.
The residual contact durability has been estimated by formation of pitting and spalling damages in the nearsurface area of railway rails and wheels and support rollers of rolling mills. The degree of their contact durability dependence on operational parameters such, as friction-lubrication in contact, friction between a crack faces, load intensity of a rolling pair and the characteristics of cyclic crack growth resistance of materials by shear and opening, has been shown. The curves for the contact fatigue of a wheel-rail pair elements by a pitting development, have been constructed. The growth (length) of horizontal subsurface cracks in nearsurface area of a rail and roller steels depending on the rolling cycles number, has been predicted. Based on the received results, a shape and a size of pitting and spalling particles, depending on operational conditions and characteristics of a rolling bodies cyclic crack growth resistance, have been predicted also. The investigation has been made in the framework of linear fracture mechanics.2013-08-07T00:00:00ZМоделювання процесів повзучості й тривалої міцності матеріалів
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2876
Назва: Моделювання процесів повзучості й тривалої міцності матеріалів
Автори: Кучер, М.; Приходько, Р.; Kucher, N.; Prykhodko, R.
Короткий огляд (реферат): Запропоновано модель для опису одновимірних неізотермічних процесів деформування, що враховує пошкодженість при повзучості для широких діапазонів напруження і температури. Уточнено області застосування параметричних методів для прогнозування тривалої міцності матеріалів. Подано методику для конкретизації запропонованих рівнянь стану та показано їх ефективність при описуванні повзучості матеріалів.; A model for describing one-dimensional nonisothermal deformation processes that considers the damage under creep for a wide range of stress and temperature is proposed. The influence of the stress state and temperature on the creep rate variation is taken into account by means of a scalar function of damage level, with all three specific portions of the creep curve being described. The Lemaitre and Plumtree model is used as an evolutionary relationship, considering that its parameters are stress- and temperature-dependent. Based on the relationships described by the stress-rupture curves, the procedure is proposed for specifying the parameters of the evolutionary equation.
The application areas of the known parametric methods for predicting the stress-rupture strength of materials are specified based on the experimental investigations. It is shown that these methods allow extrapolating the creep-rupture life to the values that exceed the available experimental data by no more than a factor of 10 with accuracy sufficient for engineering purposes.
To extend the prediction capabilities to 300 thousand hours or more on the basis of the test results of limited duration, a modified base diagram method is proposed. A linear dependence is proposed to approximate the residual function in terms of the base diagram method. In the case, where it is impossible to reduce the stress-rupture curves to a common curve, the residual function parameters are determined from the experimental data for one isotherm. In this case, its parameters are the functions of temperature. The advantages of this approach over the Larson–Miller, Orr–Sherby–Dorn, Manson–Succop, Trunin and other parameters are shown during the extrapolation of stress-rupture strength to long lifetimes.
To describe the dependence of the creep strain rate on the stress, creep strain, damage level function and temperature, the relationship of the strain-hardening theory is used with the corresponding change of the stress value for the effective stress defined by Kachanov. The procedure is proposed for specifying the constitutive equations in terms of the strain distribution in creep and the stress-rupture curves. The obtained values of the parameters calculated at the fixed stress and temperature values are approximated using the smoothing-surface approximation. The efficiency of describing the creep processes is shown in the strain calculations for alloy 19Cr-18Co-4Mo-3Ti-3Al-B and steels 12Cr-18Ni-Mo, 21Cr-32Ni-Ti-Al. Good agreement is shown between the predicted and experimentally obtained data for quite wide ranges of working stress and temperature.2013-08-01T00:00:00ZCavitation wear of reinforced metal surfaces in corrosive environments
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2875
Назва: Cavitation wear of reinforced metal surfaces in corrosive environments
Автори: Stechyshyn, M.; Bilyk, Y.; Forkun, V.; Стечишин, Мирослав Степанович; Білик, Ю.; Форкун, Володимир Вікторович
Короткий огляд (реферат): The paper considers the durability of polymeric coatings with PTFE, polypropylene and composite electrolytic coatings (CEC) on nickel matrix reinforced by silicon carbide particles of nano size (50 nm) and micro-size (80/100 microns). Cavitation test were carried out in neutral, acidic and alkaline media model.; Розглянуто зносостійкість полімерних покриттів із фторопласту, поліпропілену та композиційних електролітичних покриттів (КЕП)з нікелевою матрицею, зміцненою частинками карбіду кремнію розмірами від нано- (50 нм) до мікрочастинок розміром (80/100 мкм). Випробування на кавітацію проведено в нейтральних, кислих і лужних модельних середовищах.2013-08-14T00:00:00ZРозрахункове оцінювання розвитку тріщини при циклічному навантаженні з використанням параметрів розсіяних пошкоджень
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2863
Назва: Розрахункове оцінювання розвитку тріщини при циклічному навантаженні з використанням параметрів розсіяних пошкоджень
Автори: Шульженко, М.Г.; Гонтаровський, П.П.; Гармаш, Н.Г.; Мележик, І.І.; Shulzhenko, M.; Gontarowsky, P.; Garmash, N.; Melezhik, I.
Короткий огляд (реферат): Запропоновано методику розрахунку кінетики тріщин при багаторежимному високотемпературному циклічному навантаженні, що базується на концепції накопичення розсіяних пошкоджень. Тепловий і напружено-деформований стан конструкції визначено за допомогою методу скінченних елементів для різних режимів навантаження. Для оцінювання накопичуваної пошкодженості металу від малоциклової втоми використано методику, яка застосовується для оцінювання ресурсу роторів і корпусів турбін. Розмахи еквівалентних пружно-пластичних деформацій визначено за принципом Нейбера. Оцінювання пошкодженості проведено за кривими малоциклової втоми з використанням гіпотези лінійного підсумовування пошкоджень. При досягненні пошкодженістю критичного значення у вершині тріщини, матеріал вважається зруйнованим, а тріщина підростає стрибкоподібно. Наведено приклад розрахунку. Результати порівняно з даними, отриманими з використанням рівняння Періса.; The method of calculation of cracks kinetics under multimode hightemperature cyclic loading, based on the concept of accumulation of the dissipated damages, is proposed. The heat and the stress-strain state of structures is determined while using the finite element method for different loads. To estimate the accumulated damage of metal caused by the low-cycle fatigue there was used technique that is used to estimate the operation life of turbine rotors and bodies. Maximum values of local elastic stresses are reduced to the calculated temperature, at which the maximum temperature is taken in this area in the stationary mode of operation. Amplitudes of equivalent elasto-plastic deformations are determined on the basis of the Neyber method. The estimation of fracture is carried out according to the low-cycle fatigue curves using linear summation fracture hypothesis. Under critical fracture values in the crack tip, the material is considered to be destroyed, and the crack grows sharply. The example of calculations is proposed. The software for computation of cracks kinetics in elements of constructions is developed. As an example application of the technique plate, which loaded from-zero cycle, is considered. The crack is located on one side of the plate in its middle. Calculations of kinetics of cracks in the plate are conducted for different temperatures and materials. The results are compared with data, which obtained with using of Paris equation for mechanics of a brittle failure.2013-08-07T00:00:00ZВизначення ресурсу роторів лабораторних центрифуг
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2862
Назва: Визначення ресурсу роторів лабораторних центрифуг
Автори: Бобир, М.; Бабенко, А.; Лавренко, Я.; Халімон, О.; Bobyr, M.; Babenko, A.; Lavrenko, Ia.; Khalimon, O.
Короткий огляд (реферат): Використання методики, яка базується на явищі виникнення й накопичення пошкоджуваності та її врахування у системі визначальних рівнянь дає можливість суттєво підвищити достовірність розрахунку та прогнозування граничного стану й ресурсних характеристик відповідальних елементів при малоцикловій втомі з урахуванням особливостей експлуатаційних режимів. При цьому з динамічних розрахунків, які виконані за допомогою МСЕ, у програмному пакеті Ansys були визначені 3 рівні напружень, які виникають у небезпечних точках чашок лабораторних центрифуг. На першому етапі досліджень були проведені випробування циліндричних зразків алюмінієвого сплаву В95 на малоциклову втому при пилоподібному циклі навантаження. На другому етапі – випробування при постійному рівні навантаження до руйнування. Третій етап випробувань – це дослідження зразків при програмному навантаженні. В результаті проведених експериментальних досліджень було отримано залежності довговічності від параметрів навантаження для алюмінієвого сплаву В95.; There is a number of requirements for the lab centrifuges advance, one of which is to provide the necessary durability, secondly, the guaranteed lifetime should be ensured by fail-safety and safety. These requirements are satisfied by the elements of data, structures must not fail during the guaranteed period of operation and safety is guaranteed by the presence of emergency shell. A structural element, which is the danger of destruction, is a cup.
To ensure reliable designs manufacturers of the lab centrifuges produce a protective centrifuges shell with a rather large margin of safety, which leads to weight gain as an emergency shell and the total weight of the centrifuge.
Decrease of weight of the centrifuge can be achieved by reducing the weight of emergency shell, but it requires improving the accuracy of the mechanism lifetime prediction.
At present there is no general method of lifetime prediction of responsible and highly-loaded structural elements of different branches of industry. Current methods are based on two concepts: safety without makrodefects and regulated rupture.
The operational lifetime is the total resource of (including crack grows life) and infancy macrocrack is accompanied by degradation of mechanical properties of structural materials and the appearance of three-dimensional dispersed damage. Using a methodology, which is based on the phenomenon of the occurrence and accumulation of damage and is taking into account the system of constitutive equations, makes it possible to increase significantly the accuracy of the calculation and prediction of the limit performance and resource responsible element in low cycle fatigue in view of features operating conditions.
In this case, the dynamic calculations are performed by FEM, the software package ANSYS, identified three levels of stresses (470 MPa, 490 MPa, 500 MPa), which arise in dangerous points of cups lab centrifuge.
In the first phase of research cylindrical specimens of aluminum alloy 7075 on low cycle with saw tooth cycle fatigue loading (loading 5 sec and unloading 5sec) were tested. In the second phase they were tested at constant load to fracture. The third phase of testing – the study at program load (load 5sec, holding at constant load 120 sec and unloading 5 sec).
As a result of experimental research the dependence of the durability of the load parameters for aluminum alloy 7075 were obtained.2013-08-14T00:00:00ZВплив змінного струму на швидкість зовнішньої корозії матеріалу трубопроводу та локалізацію корозійних процесів у хлоридних середовищах
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2861
Назва: Вплив змінного струму на швидкість зовнішньої корозії матеріалу трубопроводу та локалізацію корозійних процесів у хлоридних середовищах
Автори: Побережний, Любомир Ярославович; Присліпська, Галина Миронівна; Poberezhny, L.; Pryslipska, G.
Короткий огляд (реферат): На даний час розподільчі газопровідні мережі здебільшого знаходяться на середній та пізній стадії експлуатації, а їх пасивний протикорозійний захист часто не відповідає сучасним вимогам. Спостерігаються, найчастіше в межах населених пунктів, прояви значної локалізації та прискорення корозійних процесів. Однією із причин експлуатуючі організації бачать зумисну (крадіжка електроенергії) або незумисну (неправильно виконані електромонтажні роботи) дію змінного струму. В нормативних документах гранично допустимою прийнято густину струму 10 А/м2. Однак при такій густині зафіксовано низку глибоких корозійних уражень на газопроводах. Створено експериментальну установку для вивчення впливу густини струму та хімічного складу середовища на характер корозійних процесів матеріалу газопроводів. Встановлено деякі закономірності розвитку корозійних процесів трубопроводної сталі в середовищах електролітів під дією змінного струму у хлоридних середовищах. Визначено його вплив на швидкість та характер корозійних уражень матеріалу трубопроводу. Згідно з експериментальними даними при значенні густини струму, меншому за гранично допустиму, швидкість корозії становить 14%. Доведено необхідність актуалізації нормативних документів у бік зменшення гранично допустимої густини струму та проведення досліджень у ширшому діапазоні модельних електролітів.; Most of accidents and failures of gas and oil pipelines are the result of corrosion. Corrosion in environments with high corrosion activity and under the influence of stray induced currents reduces the life time of our pipelines. Nowadays the distribution pipeline network are mostly in the middle and late stage of operation, and their passive corrosion protection often does not meet modern requirements. Often within cities and other popularted localities considerable localization and corrosion processes acceleration are observed. In the regulations adopted maximum allowable current density is 10 A/m2. However, at this current density a number of deep corrosive damages on pipelines was recorded. The main reasons for alternating current leakage on the pipelines are: unprofessional operation of the existing power supply system, such as the use of gas as zero working conductors, lack of isolation of gas injected into the facilities; incorrect connection of electricity to consumers (gas boilers, gas cookers), which connect the pipeline system with the system power supply, damage while operation of cable lines and electrical equipment in the pipeline area, the use of gas pipelines as a grounding for stealing of electricity. Laboratory installation for studying the influence of current density and chemical composition of the medium on the nature of the material pipeline corrosion processes was made. Some regularities of the pipeline steel corrosion processes under alternating current in chloride environments were found. Its effect on the rate and nature of the corrosion damage pipeline material was found. Even when the current density is below the maximum allowable, the growth of the corrosion rate is 14%. The necessity of updating regulations towards the reducing the maximum allowable current density and conducting research in a wider range of model electrolytes has been proved.2013-08-13T00:00:00ZПрогнозирование характеристик сопротивления усталости материалов на больших базах нагружения
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2860
Назва: Прогнозирование характеристик сопротивления усталости материалов на больших базах нагружения
Автори: Матохнюк, Л.; Бялонович, Андрій Володимирович; Войналович, А.; Кофто, Д.; Matokhniuk, L.; Bialonovich, A.; Voynalovich, O.; Kofto, D.
Короткий огляд (реферат): Исследовано влияние температуры, концентрации напряжений, структуры материала, состояния поверхности, асимметрии циклов на характеристики сопротивления усталости в широком диапазоне частот нагружения. Показано, что при идентичности условий испытаний относительное количественное влияние большинства конструкционных, технологических и эксплуатационных факторов одинаково при всех частотах нагружения. На основании анализа основных физических процессов, происходящих в металлическом материале при воздействии циклических нагрузок, предложена модель формирования и развития областей локальной пластической деформации. Получено уравнение состояния материала для момента времени, непосредственно предшествующего старту усталостной трещины, в котором учитывается частота циклического нагружения в явном виде как фактор, непосредственно влияющий на скорость накопления повреждений. Уравнение является основой для прогнозирования характеристик сопротивления усталости, в том числе на больших базах нагружения, при различных, включая низкие, частотах по результатам высокочастотных испытаний.; Effects of temperature, stress concentration, material structure, surface conditions and stress ratio on characteristics of fatigue resistance are investigated under high-, and low-frequency cyclic loading conditions. It is shown that under identical test conditions the relative quantitative effects of the majority of structural, technological and operational factors are the same for all loading frequencies. A model of formation and development of local plastic strain regions is proposed on the basis of an analysis of the main physical processes taking place in a metallic material under the action of cyclic loads. An equation of material state for the instant of time directly preceding fatigue crack initiation has been derived, in which cyclic loading frequency in explicit form as a factor directly affecting the damage accumulation rate. The equation is the basis for the prediction of fatigue resistance characteristics, large loading bases as well, at different frequencies, including low ones, from high-frequency test data. Experimental verification is in good agreement with the calculation results.; Досліджено вплив температури, концентрації напружень, структури матеріалу, стану поверхні, асиметрії циклів на характеристики опору втомі в широкому діапазоні частот навантаження. Показано, що при ідентичності умов випробувань відносне кількісний вплив більшості конструкційних, технологічних та експлуатаційних факторів однаково при всіх частотах навантаження. На підставі аналізу основних фізичних процесів, що відбуваються в металевому матеріалі при впливі циклічних навантажень , запропонована модель формування і розвитку областей локальної пластичної деформації. Отримано рівняння стану матеріалу для моменту часу, що безпосередньо передує старту втомної тріщини, в якому враховується частота циклічного навантаження в явному вигляді як фактор, що безпосередньо впливає на швидкість накопичення ушкоджень. Рівняння є основою для прогнозування характеристик опору втомі, в тому числі на великих базах навантаження, при різних, включаючи низькі, частотах за результатами високочастотних випробувань.2013-08-14T00:00:00ZМоніторинг експлуатаційної деградації авіаконструкцій
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2859
Назва: Моніторинг експлуатаційної деградації авіаконструкцій
Автори: Андрейко, І.; Головатюк, Ю.; Andreiko, І.; Holovatyuk, Yu.
Короткий огляд (реферат): Узагальнено результати дослідження деградації авіаційних матеріалів (В95Т1 і Д16АТНВ) руйнівним (механічні характеристики) і неруйнівним (вихрострумовим) методами. Проаналізовано основи моніторингу деградації конструкційних матеріалів авіаконструкцій. Встановлено, що структурна залежність електропровідності термооброблених (вплив температури) алюмінієвих сплавів та сплавів після тривалої експлуатації (вплив температури і механічних навантажень) є оберненою. Отримані дані можна розглядати як базу для створення системи моніторингу оцінювання технічного стану авіаційних конструкцій під час тривалої експлуатації.; The generalized results of research of the degradations of aircraft materials, (aluminium alloys В95Т1 and Д16АТНВ, which are analogs of 7075 and 2024 alloys in USA and EC) obtained by destructive (mechanical characteristics) and non-destructive (eddy current) methods are presented in the paper. The bases of monitoring of degradation of structural materials of aircraft constructions are analysed. It is established that structural dependence of conductivity of the heat-treated (influence of temperature) aluminium alloys and alloys after the long-term operation (influence of temperature and mechanical loading) is reverse. The fact of properties degradation of the Д16 and B95 aluminum alloys of the Aн-12 airplane wing skin after long-term operation for 40 years is estimated, which is testified first of all by the reduction of their plasticity (relative elongation δ) and characteristics of fatigue crack growth resistance (threshold fatigue ΔKth and cyclic fracture toughness ΔKfc). It is shown that reduction of the mechanical properties of these alloys is associated with changes in their fine structure and fracture micromechanism, depending on the level of different wing zones loading. The obtained data can be considered as a basis for creation of monitoring system allowing to evaluate the aircraft structures technical condition during long-term operation.2013-08-02T00:00:00ZПоздовжній зсув анізотропних тіл з лінійно періодичними системами тонких неоднорідностей різної довжини та орієнтації
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2858
Назва: Поздовжній зсув анізотропних тіл з лінійно періодичними системами тонких неоднорідностей різної довжини та орієнтації
Автори: Сулим, Георгій Теодорович; Оліярник, Н.; Пастернак, Ярослав Михайлович; Sulym, H.; Oliiarnyk, N.; Pasternak, Ia.
Короткий огляд (реферат): Задачу поздовжнього зсуву анізотропних тіл із лінійно періодичними системами тонких включень зведено до системи крайових сингулярних інтегральних рівнянь. Числовий розв’язок останньої отримано за допомогою модифікованого методу граничних елементів. Розглянуто приклади антиплоскої деформації анізотропного тіла з двома та трьома стовпчиками паралельних дефектів. Досліджено вплив довжини, кута нахилу до осі та періоду розміщень включень, що формують періодичну структуру на значення коефіцієнтів інтенсивності напружень. Порівнянням із даними окремих аналітичних розв’язків для тріщин і абсолютно жорстких включень підтверджено достовірність отриманих результатів. Також здійснено розрахунки напружено-деформованого стану тіла та значень коефіцієнтів інтенсивності напружень в околі вершин тонких неоднорідностей у разі зміни міри анізотропії (ортотропії) матеріалу.; It is known, that artificial introduction of some sort of inhomogeneities (inclusions of different rigidity, overlays, etc.) into a homogeneous material can dramatically change and improve its physical and mechanical properties. However, due to induction of high stress concentration there is also a danger of premature fracture. In view of this, the design and analysis of such inhomogeneous materials is closely related to the problems of studying of the stress-strain state of solids with isolated inclusions or their systems, including regularly placed inhomogeneities. For example, using singly or doubly periodic sets of thin inhomogeneities one can model composite materials and layered rocks.
Applying the coupling principle for continua of different dimension and Somigliana identity for displacements in a solid with a cut under the antiplane deformation the general integral equations for a problem of a solid with a system of cuts have been obtained. Using the direct summation of kernels the system of singular integral equations for a solid with a singly periodic set of thin inhomogeneities was obtained. Numerical solution of the latter is obtained using the modified boundary element method.
The paper presents numerical calculations of the problems of antiplane shear of a solid with two or three columns of parallel defects of the type of a crack (very soft inclusion) or a rigid line inclusion. It is observed that in the case of rapprochement of columns of inhomogeneities the generalized stress intensity factors (SIF) increase. On the contrary for a constant distance between the columns, the decrease in the period vector causes the decrease in SIF of cracks, which can be explained by the shielding effect. For a solid containing three columns of rigid line inclusions the increase (decrease) in length of central inclusions causes the increase (decrease) in generalized SIF of the latter. The analysis of influence of length, inclination angle, and the period vector on the stress intensity factors of singly periodic inclusions is carried out. Besides, the paper studies the influence of mechanical properties of a solid, in particular its anisotropy (orthotropy), on generalized SIF. The numerical analysis is carried out for different measures of anisotropy and corresponding plots are presented. The validity of the obtained results is confirmed by the solution of particular examples for singly periodic cracks and rigid line inclusions in isotropic medium. Obtained results can be used in the analysis of reinforced composite materials, periodic sets of defects in rocks, regular systems of defects of structural elements made of anisotropic materials.2013-08-27T00:00:00ZФізико-механічні властивості ливарної сталі 20ГЛ після електроіскрового легування та ультразвукової ударної обробки
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2857
Назва: Фізико-механічні властивості ливарної сталі 20ГЛ після електроіскрового легування та ультразвукової ударної обробки
Автори: Прокопенко, Г.; Мазанко, В.; Мордюк, Б.; Карасєвська, О.; Попова, Т.; Prokopenko, G.; Mazanko, V.; Mordyuk, B.; Karasevskaya, O.; Popova, T.
Короткий огляд (реферат): Досліджено мікротвердість, структуру, фазовий склад і корозійну стійкість низьколегованої ливарної сталі 20ГЛ у вихідному стані після стандартної термообробки, а також після електроіскрового легування(ЕІЛ) різними елементами (Ni, Cr, Mo) і ультразвукової ударної обробки (УЗУО). Великий розмір феритної і перлітної складових обумовлює суттєву різницю між значеннями мікротвердості сталі як у вихідному, так і деформованому станах. Застосування ЕІЛ призводить до суттєвішого зміцнення, ніж УЗУО, особливо у випадку легування хромом та молібденом. Це зумовлено складними фазовими та структурними перетвореннями, які протікають при комбінованій обробці ЕІЛ+УЗУО: формування ОЦК твердих розчинів Fe-Cr і Fe-Mo, зміцнених інтерметалідними та карбідними фазами. Шорсткість поверхонь зразків при цьому значно знижувалась. Усі сформовані поверхневі шари на сталі 20ГЛ, леговані нікелем, хромом та молібденом, характеризуються більшим потенціалом корозії та меншим струмом корозії в порівнянні зі стальними зразками у вихідному стані, що свідчить про їх вищу стійкість до електрохімічної корозії. Згідно з аналізом морфології кородованих поверхонь найефективнішим виявилось ЕІЛ поверхневого шару нікелем, яке призводить до формування в ньому ГЦК твердого розчину залізо-нікель.; Microhardness, structure, phase composition and corrosion resistance of low alloyed cast 20GL steel are studied in initial state after standard heat treatment, and after the electro-sparking alloying (ESA) by different elements (Ni, Cr, Mo) and ultrasonic impact treatment (UIT). Relatively large size of ferritic and pearlitic constituents determines a substantial difference between the microhardness values of the steel both in initial and in deformed states. The UIT process leads to slight increase in microhardness, and for the specimen after the UIT processing for 60 s the microhardness becomes 4 GPa, which is 1.45 times higher than that for initial state. Application of the ESA+UIT results in more substantial hardening than UIT, especially in the case of alloying with chromium (5.81 GPa) and molybdenum (7.47 GPa), which are 2.0 – 3.5 times and 2.7 – 4.3 times higher than initial specimen, respectively. It is due to complex phase and structural transformations, which occur at the combined ESA+UIT treatment. The ESA processes with chromium and molybdenum leads to formation of BCC Fe-Cr and Fe-Mo solid solutions strengthened by intermetallic phases and/or chromium-iron carbides. Using the nickel electrode at the ESA process promotes formation the FCC Fe-Ni solid solution. In all the cases, the UIT process decreases the surface roughness of specimens considerably. All the formed superficial layers on the 20GL steel, alloyed with nickel, chromium and molybdenum are characterized by higher corrosion potential and lower corrosion current in comparison with the initial steel specimens that testifies to their higher resistances to electrochemical corrosion. According to the analysis of morphology of corroded surfaces the ESA process of superficial layer with nickel electrode is the most effective one, which leads to formation the iron-nickel FCC solid solution. The superficial layers alloyed with chromium and molybdenum underwent more severe corrosion attack due to their heterogenic phase structure. Considerable misfit between lattices of BCC solid solutions (Fe-Cr or Fe-Mo) and intermetallic or carbide phases with crystalline lattices of low symmetry results in formation of defects and stresses can also promote higher corrosion rate.2013-08-15T00:00:00ZАмплітудні характеристики дискретної непружності субмікрокристалічного титану ВТ1-0 за багатоциклового навантажування
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2856
Назва: Амплітудні характеристики дискретної непружності субмікрокристалічного титану ВТ1-0 за багатоциклового навантажування
Автори: Писаренко, Георгій Георгійович; Войналович, О.; Майло, Андрій Миколайович; Pisarenko, G.; Voynalovich, O.; Maylo, A.
Короткий огляд (реферат): Структурна неоднорідність конструкційних матеріалів проявляється під час механічних випробувань у вигляді масштабного фактора або розкиду результатів втомних випробувань. Наслідком такої неоднорідності є нерівномірний розподіл у навантаженому матеріалі локальної напруженості, еволюція якої є немонотонною. Амплітудно-часові параметри локальної нестабільності матеріалу під навантаженням залежать від рівня напружень у локальному об’ємі розміром у кілька зерен полікристала. Прояв ефекту структурної неоднорідності на пружнопластичні властивості матеріалу за дії знакозмінного деформування полікристала, виявлений Баушингером, проявляється під час змінного навантажування і супроводжується зміненням фізико-механічних властивостей матеріалу з перших циклів навантажування. Отримано амплітудні характеристики змінення гомогенності субмікрокристалічного титану ВТ1-0 в об’ємному наноструктурованому стані за дії змінного навантажування. Виявлено закономірності кінетики непружності матеріалу з пластичною нестабільністю після попереднього обробляння інтенсивним пластичним деформуванням. Запропоновано феноменологічні аналогії кривих багатоциклової втоми і характеристик розподілу параметрів неоднорідності пошкодженості поверхневого шару матеріалу під час втоми лабораторних зразків.; The nature of polycrystalline materials manifests itself during mechanical tests of materials as a scale factor or the fatigue test results scattering. The consequence of the structural inhomogeneity is the non-uniform distribution in the loaded specimen the evolution of which is not monotonous. The amplitude-time parameters of local instability of the material under loading are dependent on the actual stress level in the local volume of the size of a few polycrystalline grains. The effect of structural inhomogeneity on the elasto-plastic properties of the material under the action of the alternating deformation of a polycrystal was observed by Bauschinger. It manifests itself under variable loading and is accompanied by a change in the mechanical properties of the material starting from the first cycles of loading. The amplitude characteristics showing the change in the VT1-0 alloy homogeneity in a three-dimensional nanostructured state under variable loading are obtained. The regularities governing the inelasticity kinetics of the material with plastic instability after a severe plastic deformation pretreatment are established. The phenomenological analogies of the high-cycle fatigue and statistical distribution characteristics of the parameters of non-uniform damage in the material surface layer of a laboratory specimen in fatigue are proposed.2013-08-06T00:00:00ZНизькотемпературна стрибкоподібна деформація металів: локалізоване пошкодження та втрата міцності
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2855
Назва: Низькотемпературна стрибкоподібна деформація металів: локалізоване пошкодження та втрата міцності
Автори: Воробйов, Є.; Анпілогова, Т.; Vorob’ev, E.; Anpilogova, T.
Короткий огляд (реферат): Розглянуто імпульсний режим пластичної течії металів, який виникає при реалізації ефекту низькотемпературної стрибкоподібної деформації. Він відрізняється неізотермічністю, великою швидкістю та локальністю. Структурні дослідження показали, що матеріал у шийках, які виникають, досягає значного ступеня анізотропії та несуцільності у вигляді мікротріщин. Існує тісна кореляція між показником пошкодження в зоні течії та величиною деформації. Вказаний ефект можна розглядати як фактор пошкодження. Наведено результати чисельного дослідження стрибкоподібної деформації від головних чинників за допомпогою термомеханічної моделі. Показано, що стрибкоподібна деформація за даної температури середовища суттєво залежить від динамічних характеристик системи навантажування та рівня міцності матеріалу. Наведено відповідні рівняння. Розроблено рекомендіції з удосконалення стандарту на методи випробувань металів на розтяг.; The pulse mode of the plastic flow of metals, which occurs in realization of the low-temperature discontinuous yielding effect or jump-like deformation, is considered. Its main features are nonisothermality, large velocity and localization. A sequence of necks is formed here, which corresponds to a number of strain jumps. As structural investigations have shown, the material in the neck attains a significant anisotropy and nonuniformity in the form of microcracks. Apparently, in this case, there is a close correlation between the damage factor in the flow zone and jump-like deformation value. Thus, the low-temperature discontinuous yielding effect can be considered as a damage factor, which causes exhaustion of the material load-carrying ability, since its subsequent deformation becomes impossible and fracture occurs. The possibility of occurrence and nature of jump-like deformation for the given temperature and medium depend considerably not only on the material, but also on the specimen size and shape as well as on the loading parameters, test machine, etc. The paper presents the results of numerical investigation on jump-like deformation regarded as a material damage factor depending on the indicated determining factors using the thermomechanical model. The investigation showed that jump-like deformation of metals at the specified temperature of medium depends significantly on the parameters, which are related to the loading system, as well as on the level of material strength. The corresponding equations are given. The mechanical characteristics, which are determined in the process of standard testing, depend on the above factors to some extend. Also, recommendations regarding improvement of the standard on tensile test methods for metals are developed.2013-08-15T00:00:00ZОцінювання точності та достовірності при побудові дозових залежностей зсувів критичної температури крихкості згідно з методикою verlife на основі даних досліджень зразків-свідків АЕС України
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2854
Назва: Оцінювання точності та достовірності при побудові дозових залежностей зсувів критичної температури крихкості згідно з методикою verlife на основі даних досліджень зразків-свідків АЕС України
Автори: Майборода, О.; Шкапяк, О.; Mayboroda, E.; Shkapуak, A.
Короткий огляд (реферат): Аналіз впливу відмінностей в нормативних підходах Verlife та ПНАЕ на оцінку окрихчування корпуса реактора виконано на основі співставлення розрахунків чотирьох реальних наборів даних досліджень зразків-свідків АЕС України, які містять 4 – 6 точок при різних значеннях флюенсу. Проведені дослідження дозволяють стверджувати, що використання змінного коефіцієнта степеня у формулі залежності зсуву критичної температури крихкості TF від флюенсу може призвести до неконсервативних та недостовірних результатів.; The main material science problem of WWPR-1000 is a fracture toughness degradation of pressure vessel steel due to the influence of neutron irradiation, which manifests itself in the temperature embrittlement shift towards higher temperatures.
Analysis of differences between Verlife (annex III) and PNAE-G-7-002-86 methodologies of trend curves building was fulfilled while using real data sets of Ukrainian NPP’s surveillance specimen tests, containing 4 – 6 points for different values of fluence.
When performing calculations dose dependency ratios of transition temperature shifts is setting appropriate initial conditions ΔTF (0) = 0, since poorly correlated data sets results of calculation by the Verlife method may be incorrect. Despite the fact, that the calculation without initial conditions by the PNAE-G-7-002-86 method can produce negative values of the coefficient of determination, the value of AF is calculated reliably.
The accuracy of the regression coefficients AF calculation with variable n is usually at least 30% (and may reach even 50%), while for n = 1/3, this value does not exceed 10%. However, the coefficient of determination is always higher when performing calculations with variable exponent n, indicating that the inability to use R2 as a criterion for comparison of accuracy considered methods.
Stability analysis of simulation results for both methods, when setting small deviations (1 – 2oC) values transition temperature shifts, showed that the use of Verlife methods results may differ fundamentally, until the change of material radiation embrittlement view. Calculation of the rate constant degree n is resistant to small deviations ΔTF.
Obtained results shows that validity and accuracy of Verlife methodology is lower than PNAE-G-7-002-86 one.2013-08-10T00:00:00ZКонтроль питомого електричного опору сталевих виробів плоскої форми чотиризондовим методом
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2853
Назва: Контроль питомого електричного опору сталевих виробів плоскої форми чотиризондовим методом
Автори: Доценко, Є.; Карпаш, М.; Dotsenko, E.; Karpash, M.
Короткий огляд (реферат): Наведено результати математичного моделювання процесу контролю питомого електричного опору провідних матеріалів чотиризондовим методом на постійному струмі. Для виведення основних формул математичної моделі використано метод дзеркальних відображень. Проведено теоретичні дослідження щодо визначення оптимального співвідношення відстаней між зондами чотиризондового вимірювального перетворювача, що дало змогу досягнути високої чутливості методу. Це є особливо важливо для вимірювання малих значень питомого електричного опору сталей. Встановлено аналітичну залежність для геометричної функції поправки, яку необхідно враховувати при розрахунку питомого електричного опору плоских зразків правильної геометричної форми. Тому, якщо розміри зразка є набагато більшими за лінійні розміри системи зондів, то геометрична функція поправки зводиться до конкретного числа, яке залежить тільки від співвідношення відстаней між зондами.; The results of mathematical modeling of electricl resistance control procedure of the conducting materials by four-point probe method using direct current are presented. Four-point probe method as compared with the other methods for electric resistance measurement of the conductive materials is easy to implement, insensitive to magnetic permeability of ferromagnetic materials and can be applied to objects of different dimensions. For derivation of the base formulas the method of mirror mappings was used. This method is used in electrostatics very often. Theoretical research to establish the optimal ratio of distances between the probes of a four-point probe measuring transducer, which enabled us to increase the sensitivity of four-point probe method has been carried out. This is particularly important for the measurement of small values of electric resistance of steels. In this case, the optimal distance between the current and the corresponding potential probes equals to 10 mm, the distance between potential contacts equals to 60 mm.
Analytic dependence for geometric correction function that need to account for calculating of electric resistance of the flat samples with geometric regular form has been established. It is shown, when object’s dimensions are sufficiently larger than linear dimensions of the probes system, then the geometric correction functions equals to absolute number, which depends on the ratio of the distances between the probes only.
Four-point probe method can be used for samples of different geometric shapes, such as cylindrical surfaces (pipes), by introducing additional geometric correction functions, which depend on the curvature of the surface (pipe diameter).2013-08-19T00:00:00ZО характеристиках колебаний регулярных систем стержневых элементов для диагностики их повреждений
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2842
Назва: О характеристиках колебаний регулярных систем стержневых элементов для диагностики их повреждений
Автори: Зиньковский, А.; Токарь, И.; Круглий, Я.; Круц, В.; Синенко, Е.; Zinkovskii, A.; Tokar, I.; Kruglii, Ya.; Kruts, V.; Synenko, E.
Короткий огляд (реферат): Приведены результаты выполненного комплекса расчетно-экспериментальных исследований по установлению закономерностей влияния параметров эксплуатационной неоднородности, обусловленной забоиной, на формирование спектра собственных частот колебаний образца камертонного типа как простейшей регулярной системы и его составляющих стержней, а также их вибронапряженность при резонансе с учетом рассеяния энергии в материале. Полученные данные могут быть использованы при выборе диагностических параметров наличия повреждения. Получены зависимости изменения первой собственной частоты колебаний изолированного стержня постоянного поперечного сечения, моделирующего одиночную лопатку, которая широко используется в качестве диагностического параметра от параметров повреждения. Показано, что она существенно зависит от местоположения повреждения по длине стержня. На примере образца камертонного типа, как модели пакета лопаток, показано, что в качестве диагностического параметра наличия повреждения может быть использован параметр связанности возбуждаемых форм колебаний.; The paper presents the results of computational and experimental investigations performed to determine the mechanisms of influence of the parameters of in-service irregularity caused by nick-type damage on the formation of the spectrum of eigenfrequencies of vibrations of the tuning fork type specimen regarded as a simple regular system with its component rods as well as their vibration stress level at the resonance considering energy dissipation in the material. The obtained data can be used in deciding on diagnostic parameters for damage detection. The dependences of the variation in the first eigenfrequency of vibrations of an isolated rod of constant cross-section simulating a single blade on the damage parameters are obtained. It is shown that the eigenfrequency, which is widely used as a diagnostic parameter, depends significantly on damage location along the rod length. Using the tuning fork type specimen as a model of a packet of blades as an example, it is shown that the parameter of coupling of the excited modes of vibrations can be used as a diagnostic parameter for damage detection.; Наведено результати виконаного комплексу розрахунково-експериментальних досліджень по встановленню закономірностей впливу параметрів експлуатаційної неоднорідності обумовленої забоїною, на формування спектра власних частот коливань зразка камертонного типу як найпростішої регулярної системи і його складових стрижнів, а також їх вібронапруженість при резонансі з урахуванням розсіювання енергії в матеріалі. Отримані дані можуть бути використані при виборі діагностичних параметрів наявності ушкодження. Отримано залежності зміни першої власної частоти коливань ізольованого стрижня постійного поперечного перерізу, що моделює одиночну лопатку, яка широко використовується в якості діагностичного параметра від параметрів ушкодження. Показано, що вона істотно залежить від місця розташування пошкодження по довжині стрижня. На прикладі зразка камертонного типу, як моделі пакета лопаток, показано, що в якості діагностичного параметра наявності пошкодження може бути використаний параметр пов’язаності порушуваних форм коливань.2013-08-07T00:00:00Z