DSpace Зібрання:

Оцінювання міцності і довговічності елементів конструкцій в умовах складного навантаження за енергетичним підходом

2021-12-07T04:06:24Z

Назва: Оцінювання міцності і довговічності елементів конструкцій в умовах складного навантаження за енергетичним підходом Автори: Шишковський, Роман Олегович; Шышковский, Р. О.; Shyshkovskyi, R. O. Короткий огляд (реферат): Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук а спеціальністю 01.02.04- механіка деформівного твердого тіла. Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2021. Дисертаційна робота присвячена проблемі визначення міцності і довговічності елементів конструкцій за складного навантаження, формулюванню методології оцінки їх ресурсу роботи на основі енергетичного критерію. На основі балансу енергії пружно-пластичного деформування та енергетичних втрат, які ідуть на руйнування в локальному об’ємі матеріалу розроблено енергетичний критерій для визначення гранично-рівноважного стану тіла навантаженого розтягом і зсувом. При досягненні енергією пружно-пластичного деформування енергії руйнування матеріалу відбувається розділення тіла на фрагменти. Розроблено методику для визначення питомої енергії руйнування матеріалу за розтягу циліндричного зразка і побудові повних рівноважних діаграм деформування з використанням спеціального пристрою за жорсткої схеми навантаження і реєстрації деформації методом ЦКЗ в локальному об’ємі. Проведено дослідження, побудовано діаграми деформування, визначено істинні напруження і деформації, а також питому енергію руйнування для сплаву АМГ-6. Встановлено, що питома енергія є інваріантною величиною опірності матеріалу руйнуванню і не залежить від жорсткості зовнішнього навантаження. За розробленим підходом і сертифікаційних випробувань на ДП «КБ «Південне» встановлено граничний робочий тиск у паливному баку ракети-носія. Проведено розрахунок напружено-деформованого стану МСЕ вала гідротурбіни та встановлено ресурс роботи з використанням силового підходу. Проведено експериментальні дослідження та побудовано діаграми втомного руйнування для сталі 20ГС в координатах «питома енергія одного циклу W – кількість циклів N» на основі якої визначено довговічність валу гідротурбіни Київської ГАЕС.; Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04– механика деформированого твердого тела. Тернопольский национальный технический университет им. Ивана Пулюя Министерство образования Украины, Тернополь, 2021. Диссертационная работа посвящена проблеме определения прочности и долговечности элементов конструкций при сложном нагружении, формулированию методологии оценивания их ресурса работы на основе энергетического критерия. На основании баланса энергии упруго-пластического деформирования и энергетических потерь, идущих на разрушение в локальном объеме материала разработан энергетический критерий для определения предельно-ровновешаного состояния тела нагруженого растяжением и сдвигом. При достижении энергией упругопластического деформирования энергии разрушения материала происходит разделение тела на фрагменты. Разработано методику для определения удельной энергии разрушения материала при растяжении цилиндрического образца и построении полных равновесных диаграмм деформирования с использованием специального устройства за жесткой схемы нагружения и регистрации деформации методом ЦКЗ в локальном объеме. Разработано методику определения энергии разрушения при сдвиге путем кручения цилиндрического образца. Проведены исследования, построены полные диаграммы деформирования, определены истинные напряжения и деформации, а также удельная энергия разрушения сплава АМГ-6. Установлено, что удельная энергия является инвариантной величиной сопротивления материала разрушению и не зависит от жесткости внешнего нагружения. На основании разработанного подхода и сертификационных испытаний на ГП «КБ «Южное» установлено предельное рабочее давление в топливном баке ракеты-носителя. Проведено расчет напряженно-деформированного состояния МКЕ вала гидротурбины и установлено ресурс работы с использованием силового подхода. Проведено экспериментальные исследования и построены диаграммы усталостного разрушения для стали 20ГС в координатах «удельная энергия одного цикла W- количество циклов N» на основании которой определена долговечность вала гидротурбины Киевской ГАЄС.; The thesis is devoted to the analysis of the present state of the problem of strength and durability of structural elements under complex loading, the results of theoretical and experimental researches are analyzed. According to the results of the analysis and experimental data, a methodology for determining the strength and durability of structural elements based on the energy criterion is formulated. On the basis of the balance of elastic-plastic deformation and energy losses spent on fracture in the local volume of material, the energy criterion is developed to determine the boundary-equilibrium state of a body under tensile and shear loading. According to the criterion, damages in the local volume are accumulated under elastic-plastic deformation in a solid body. When energy of elastic-plastic deformation reaches the energy of material fracture, the body is split into fragments, in the case of co mplex loading the energy of elastic-plastic deformation is given as the sum of elastic -plastic deformation under tension and shear. The method is developed to determine the specific energy of material fracture by tension of a cylindrical specimen and construction of complete equilibrium diagrams using a special device under rigid mode of loading. The true deformation is determined using the digital image correlation method (DIC) in the local area where a homogeneous stress-strain state is achieved. The value of the true stresses is determined and the diagrams on the basis of which the specific energy of fracture, taking into account internal damages (defects) in the sample deformation are constructed. The DIC method is based on operations on speckle images of the optically rough surface and software processing of a number of digital images recorded during loading to track the movement of the points of the sample deformable surface and to calculate deformations. The method for determining the specific energy of shear fracture, based on a force chart of cylindrical specimen torsion, is developed. The method is developed and researches have been carried out on specimens of different degree of deformation by passing acoustic wave and the dependence of the wave propagation speed on the damage magnitude is constructed. It is established that the density of the material in the fracture zone decreases with the change in the wave propagation speed. Investigations are carried out, complete deformation diagrams are constructed, the true stresses and the specific fracture energy for the AMG-6 alloy are determined. On the basis of strength characteristics the stress -strain state is established in the wall of the carrier- rocket fuel tank. It is established that the specific fracture energy is invariant value and does not depend on changes in the external load rigidity. According to the developed approach and the program of certification tests at SE "Pivdenne" DB, the developed methodology has been implemented and the maximum working pressure in the fuel tank of the carrier-rocket is calculated. Using the finite element method, the simulation is performed and the stress-strain state of the turbine shaft is calculated. The turbine shaft is loaded with torque and bending moment, as well as the tensile force. Experimental studies are conducted for the shaft material and the specific energy for tensile and torsion is determined. Considering that the shaft operates under cyclic loads, the change in energy losses of the material in one load cycle is estimated. The dependence of the change in the magnitude of the deformation energy in one cycle on the number of load cycles is constructed. According to the results of the studies, the life time of the turbine shaft is calculated. Опис: Захист відбудеться 26 листопада 2021 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя (46001,м. Тернопіль, вул. Руська, 56, ауд. 79); З дисертацією можна ознайомитися в Науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 46001, м.Тернопіль, вул. Руська, 56.; Автореферат розісланий 22 жовтня 2021 року.

Прогнозування граничного стану елементів конструкцій за пластичного деформування двовісним розтягом

2021-04-26T15:01:42Z

Назва: Прогнозування граничного стану елементів конструкцій за пластичного деформування двовісним розтягом Автори: Козбур, Галина Володимирівна; Kozbur, H. V.; Козбур, Г. В. Короткий огляд (реферат): Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – механіка деформівного твердого тіла. – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Міністерство освіти і науки України, м. Тернопіль, 2021. Спеціалізована рада Д58.052.01 при Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя МОН України. Дисертаційна робота присвячена удосконаленню аналітико-розрахункового підходу до прогнозування дійсних напружень та навантажень в момент втрати стійкості процесу пластичного деформування елементів конструкцій. Розроблено систему еквівалентних координат для аналітичного опису узагальненої діаграми деформування, яка узгоджується з класичними підходами, а також з результатами експериментів. На основі принципу максимуму навантаження сформульовано аналітичні умови досягнення дійсної границі міцності для конструкційних елементів типових геометричних форм за найпростіших типів навантажень. Розроблено методику прогнозування дійсної границі міцності зразків пластичних ізотропних конструкційних матеріалів за складного напруженого стану із врахуванням їх геометрії.; Thesis for the Scientific Degree of Candidate of Technical Sciences (specialty 01.02.04 – Mechanics of Deformable Solids). – Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ministry of Education and Science of Ukraine, Ternopil, 2021. Thesis is devoted to the improvement of the analytical-computational approach to the predicting of real stresses and loads at the moment of the uniform plastic stability loss. Accurate prediction of ultimate strength requires taking into account the actual dimensions of the loaded element and constructing a true deformation curve. Calculation of ultimate true stresses at the moment of the uniform plastic stability loss under uniaxial tension, based on Swift-Marchiniak criterion and the analytical relationship between true stresses and tangent modulus in true stresses, known as a Considere scheme. There are also known attempts to use the Consider scheme for predicting the ultimate pressure in thin-walled pipes using the ratio that contains a correction factor of ½ of the tangent modulus. The task that was posed in this work was to develop a methodology for determining the limiting values of true stresses and loads in metal structural elements under complex stress state, which would take into account both the physical properties of the material and changes in the actual dimensions during uniform plastic deformation. A system of equivalent coordinates is developed for the analytical description of the generalized stress-strain curve, which is consistent with classical approaches, as well as with the results of experiments. The proposed phenomenological model of the generalized stress-strain curve integrates the physical and mechanical properties of the material by introducing the parameter p. In particular cases, equivalent stresses and strains are reduced to classical ones: for p=1, formulas are obtained for determining the greatest shear stresses and angular deformations , and for p=2, the intensity of stresses and strains . Based on experimental data for a series of carbon steels, alloy steels and titanium alloys, it has been established that there is such a calculated value of the parameter p, for which it is possible to construct a deformation curve with the smallest scattering of points. On the basis of the maximum load principle, analytical conditions are formulated for achieving the true ultimate strength for structural elements of typical geometric shapes (strip, plate, thin-walled cylinder and thin-walled axisymmetric shell) for the simplest types of loads. The principle of maximum load is used to obtain two types of dependencies: boundary conditions, the graphs of which are secants of true deformation diagrams, and tangent moduli. Boundary conditions obtained for thin-walled axisymmetric shells, are applicable to stress states close to internal pressure or axial tension. The tangent modules are used to construct a generalized condition for the loss of stability of the plastic deformation process of a thin-walled pipe with a combined load of internal pressure and tension. The influence of the type of stress state and geometric parameters of structural elements on the limiting values of true stresses at the moment of formation of local strains is analyzed. It has been analytically confirmed that the strength life of a thin-walled cylinder is the smallest for loading only by internal pressure. A slight additional load of the cylinder by axial tension increases the limit values of the actual design circular stresses for the pipe, but decreases them for an axisymmetric shell of positive Gaussian curvature. Method for predicting the true ultimate strength of plastic isotropic structural materials under complex stress state, taking into account their geometry, is developed. A detailed description of the technique is made for a thin-walled pipe loaded with internal pressure and axial tension. The basic formula for finding the actual stresses at the beginning of the localization of deformations is derived and the algorithm of the method is developed. The basic formula of the algorithm contains a correcting factor for the tangent module, which takes into account the physical and mechanical properties of the material, the type of stress state and the geometry of the element in the complex. To implement the technique, a generalized true stress-strain curve was constructed. The calculated values of the correction factor for the case of the combined load of a thin-walled cylinder by internal pressure and axial tension, obtained for steels of four grades (steel 45, 10MnН2MoV, 15Cr2НMoV, Cr16Н6), lie in the range (0,2; 0,9). The range of values of the correction factor for each of the four steel grades was 0,4–0,45. The developed technique is tested for thin-walled cylindrical pipes made of various types of plastic structural materials. For two grades of steels (carbon steel 45 and alloy steel 10MnН2MoV), an increase in the calculated strength threshold is shown with an insignificant additional tension of a pipe under pressure ( ). With increasing the ratio of wall thickness to diameter twice (from 0,08 to 0,16), the maximum calculated limit hoop stresses (at ) decrease by 2–5%, which confirms the inexpediency of improving the strength of structural elements only by increasing their massiveness. Increasing the ratio h/R from 0.08 to 0.11 makes it possible to increase the internal pressure by 1.5 times and tensile strength by 3,5..4 times when for both materials. The next increase in the h/R ratio (from 0,11 to 0,16) increases the allowable internal pressure by 1,3..1,5 times, but reduces the maximum allowable tension by 1,5 times. Analysis of the results showed that it is possible to establish a balance between the actual geometry of the element and the load, which will solve the problem of finding the optimal ratio of "weight-strength", important for practical applications in aircraft, rocket and mechanical engineering. The proposed method for finding the limiting values of actual stresses makes it possible to predict the strength of thin-walled pressure vessels (pipelines, collectors of steam generators, reservoirs, etc., in mechanical engineering, aircraft construction, chemical, food, energy and other industries); choose a realistic safety factor and make optimal engineering solutions at the design and operation stages of structural elements; to increase the efficiency and safety of using pipeline and shell-type saving systems. It is promising to use the method for assessing the behavior of the material at the crack tip to predict its growth.; Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 – механика деформируемого твердого тела. – Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя, Министерство образования и науки Украины., г. Тернополь, 2021. Диссертационная работа посвящена совершенствованию аналитико-расчетного подхода к прогнозированию действительных напряжений и нагрузок в момент потери устойчивости процесса пластического деформирования элементов конструкций. Разработана система эквивалентных координат для аналитического описания обобщенной диаграммы деформирования, которая согласуется с классическими подходами, а также с результатами экспериментов. На основании принципа максимума нагрузки сформулировано аналитические условия достижения действительного предела прочности для конструкционных элементов типичных геометрических форм при простейших типах нагрузок. Разработана методика прогнозирования действительного предела прочности образцов пластических изотропных конструкционных материалов при СНС с учетом их геометрии. Опис: Захист відбудеться “_7_” ____травня______ 2021 р. о _11__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д58.052.01 при Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя МОН України (46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, корпус 2, ауд. 79).; З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя (46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56).; Автореферат розісланий “__6_” ___квітня_____ 2021 р.

Оцінювання довговічності тонкостінних циліндричних оболонок при транспортуванні літаком

2021-05-06T15:01:30Z

Назва: Оцінювання довговічності тонкостінних циліндричних оболонок при транспортуванні літаком Автори: Гудь, Михайло Іванович; Гудь, Михаил Иванович; Hud, Mykhailo Короткий огляд (реферат): Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – Механіка деформівного твердого тіла. – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2021. У дисертації розглянуто актуальну науково-технічну задачу з виявлення основних закономірностей впливу конструктивних особливостей на напружено – деформований стан і власні частоти модельної підсиленої оболонки при транспортуванні. Досліджено власні частоти та форми коливань гладкої оболонки – моделі першої ступені РН. Розроблено математичну модель циліндричної тонкостінної гладкої оболонки, на основі якої визначено частоти власних коливань непідсиленої циліндричної оболонки. Розроблено методику експериментального дослідження і обґрунтовано геометричні та фізичні параметри моделі першої ступені РН у вигляді підсиленої циліндричної оболонки. Досліджено вплив конструктивних факторів на частоти власних коливань підсиленої циліндричної оболонки . Виявлено закономірності впливу власних частот на напружено-деформований стан модельної підсиленої циліндричної оболонки. Оцінено її довговічність.; Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 - Механика деформируемого твердого тела. - Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя, Тернополь, 2021. В диссертации рассмотрены актуальную научно- техническую задачу по выявлению основных закономерностей влияния конструктивных особенностей на напряженно - деформированное состояние и собственные частоты модельной усиленной оболочки при транспортировке. Исследована собственные частоты и формы колебаний гладкой оболочки - модели первой степени РН. Разработана математическая модель цилиндрической тонкостенной гладкой оболочки, на основе которой определены частоты собственных колебаний неусиленного цилиндрической оболочки. Разработана методика экспериментального исследования и обоснованно геометрические и физические параметры модели первой степени РН в виде усиленной цилиндрической оболочки. Исследовано влияние конструктивных факторов на частоты собственных колебаний усиленной цилиндрической оболочки. Выявлены закономерности влияния собственных частот на напряженно-деформированное состояние модельной усиленной цилиндрической оболочки. Оценена ее долговечность.; Thesis for the degree of Candidate of Technical Sciences in specialty 01.02.04 – mechanics of deformable solid. - Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, 2021. The dissertation deals with an urgent scientific and technical problem to identify the main patterns of the influence of design features on the stress-strain state and natural frequencies of a model reinforced shell during transportation. Using the modal analysis by the finite element method, the natural frequencies and forms of oscillations of the smooth shell - the model of the first stage of the launch vehicle The natural frequencies and modes of vibrations of a smooth shell, a model of the first degree of the LV, are investigated. A mathematical model of a cylindrical thin-walled smooth shell is developed, on the basis of which the frequencies of natural vibrations of an unreinforced cylindrical shell are determined. A method of experimental research and substantiated geometric and physical parameters of a model of the first degree of a launch vehicle in the form of a reinforced cylindrical shell have been developed. A methodology for experimental studies of forced oscillations of a stringer-reinforced cylindrical shell based on the STM-100 servohydraulic test machine has been developed. To reduce the values of the natural oscillation frequencies of the model to the frequencies of the full-size shell, it is proposed to use a polyurethane filler with the following physical and mechanical properties ρ = 1.0 10 3 N/m 3 , E = 1.6 MPa. The parameters and amplitude of forced oscillations of the reinforced model shell with and without filler were investigated experimentally. The use of filler allows you to build a model of a cylindrical shell with the characteristics of natural frequencies close to the full-size shell structure. This is important for substantiating the methods of experimental studies of forced and intrinsic oscillations and fatigue strength of such shells using large-scale small structures. The stress-strain state of a full-size reinforced shell for a large number of modes under the action of transport loads was investigated by a numerical method. The influence of design factors on the frequencies of natural vibrations of a reinforced cylindrical shell is investigated. The regularities of the influence of natural frequencies on the stress-strain state of the model reinforced cylindrical shell are revealed. Its durability is assessed. Key words: reinforced thin-walled cylindrical shell, forced vibrations, natural vibrations, stress-strain state, aluminum alloy D16AT. Опис: Захист відбудеться ”_7_”_травня__ 2021 р. о 14.00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 58.052.01 в Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя (46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, ауд. 79).; З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.; Автореферат розісланий ”__6 ”__квітня 2021 р.

Поліпшення міцнісних та деформівних властивостей суцільної деревини та композиційних матеріалів на її основі

2021-04-23T03:01:40Z

Назва: Поліпшення міцнісних та деформівних властивостей суцільної деревини та композиційних матеріалів на її основі Автори: Гомон, Святослав Святославович; Гомон, С. С.; Gomon, S. S. Короткий огляд (реферат): Дисертація присвячена розробленню алгоритму та науково-технічних основ системного поліпшення міцнісних та деформівних властивостей суцільної деревини листяних та хвойних порід (від зрубу до процесу сушіння, клеєння й модифікації) та композиційних матеріалів на її основі з прогнозованими характеристиками для проектування, ремонту, реконструкції, утримання та виготовлення конструкційних деталей, матеріалів, виробів, елементів, конструкцій, які застосовуються в різних галузях народного господарства (будівельній, деревообробній, гірничо-видобувній, річковій та морській, паливно- енергетичному комплексі, машинобудуванні, суднобудуванні, мостових конструкціях та багато інших). Визначено основні міцнісні та деформівні показники суцільної (залежно від вологості, віку та швидкості деформування), клеєної та модифікованої (від способу модифікації) деревини листяних та хвойних порід на основі дійсних (повних) діаграм деформування «напруження σ с – деформації u c ». Встановлено, що внаслідок висушування, склеювання та модифікації суцільної деревини міцність та початковий модуль пружності суттєво збільшується, а деформівність – зменшується.; Диссертация посвящена разработке алгоритма и научно-технических основ системного улучшения прочностных и деформируемых свойств цельной древесины (лиственных и хвойных пород) и композиционных материалов на ее основе с прогнозируемыми характеристиками для проектирования, ремонта, реконструкции, содержания и изготовления конструкционных деталей, материалов, изделий, элементов, конструкций, применяемых в различных отраслях народного хозяйства (строительной, деревообрабатывающей, горнодобывающей, речной и морской, топливно-энергетическом комплексе, машиностроении, судостроении, мостовых конструкциях и многих других). Определены основные прочностные и деформируемые показатели сплошной (в зависимости от влажности, возраста и скорости деформирования), клееной и модифицированной (от способа модификации) древесины лиственных и хвойных пород на основе действительных (полных) диаграмм деформирования «напряжение σ с - деформации u с ». Установлено, что в результате высушивания, склеивания и модификации цельной древесины прочность и начальный модуль упругости существенно увеличивается, а деформируемость – уменьшается.; The dissertation is devoted to the development of algorithm and also scientific and technical bases of system improvement of strength and deformable properties of solid wood (deciduous and coniferous species) and composite materials based on it with predicted characteristics for design, repair, reconstruction, maintenance and manufacture of structural parts, materials, products, elements , structures used in various sectors of the economy (construction, woodworking, mining, river and sea, fuel and energy complex, mechanical engineering, shipbuilding, bridge structures and many others). Опис: Захист відбудеться 23 квітня 2021 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, ауд. 79.; З дисертацією можна ознайомитися в науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: м. Тернопіль, вул. Руська, 56.; Автореферат розіслано « 22 » березня 2021 р.

Моделювання росту поверхневих втомних тріщин у низьколегованих сталях після перевантажень

2021-03-09T10:06:13Z

Назва: Моделювання росту поверхневих втомних тріщин у низьколегованих сталях після перевантажень Автори: Підгурський, Іван Миколайович; Пидгурский, И. Н.; Pidgurskyi, I. M. Короткий огляд (реферат): У дисертаційній роботі вирішено наукову задачу, що полягає у встановленні основних закономірностей впливу разових перевантажень розтягом на затримку росту поверхневих півеліптичних тріщин (тріщин канонічної форми) у низьколегованих сталях. Виявлено особливості кінетики розвитку поверхневих тріщин зі складним за геометрією контуром після дії перевантажень та розроблені підходи для їх оцінювання. Запропоновано імітаційну модель об’єднання ідентичних компланарних поверхневих тріщин при циклічному навантаженні, в основі якої лежить розроблена статистична математична модель, що описує зміну КІН в зоні злиття тріщин. Запропоновано методику прогнозування залишкової довговічності елементів конструкцій при злитті ідентичних компланарних поверхневих тріщин.; В диссертационной работе решена научная задача, которая заключается в установлении основных закономерностей влияния разовых перегрузок растяжением на задержку роста поверхностных полуэллиптических трещин (трещин канонической формы) в низколегированных сталях. Обнаружены особенности кинетики развития поверхностных трещин со сложным по геометрии контуром после воздействия перегрузок и разработаны подходы к их оценке. Предложена имитационная модель объединения идентичных компланарных поверхностных трещин при циклической нагрузке. Основанием этой модели служит разработанная статистическая математическая модель, описывающая изменение КИН в зоне слияния трещин. Предложена методика прогнозирования остаточной долговечности элементов конструкций при слиянии идентичных компланарных поверхностных трещин.; The scientific problem of identifying the fundamental laws of surface cracks development in the course of their coalescence under cyclic loading is solved in the dissertation. A simulation model of coalescence of identical coplanar surface cracks has been developed. Based on the definition of SIF for contours which are modeling the gradual propagation of cracks in the coalescence zone, the proposed model was tested to compare the calculated durability with experimental data. Based on regression analysis within the boundaries of the proposed simulation model, a statistical mathematical model was developed, which describes the change of SIF in the zone of coalescence of two identical surface cracks. Based on the developed models a technique has been proposed to determine SIF of normal separation along a contour of a surface crack with a saddle-shaped front under uniaxial tension. The influence of single tensile overloads on the growth retardation of surface semielliptical cracks with energy stable contour of low-alloy steel 09Г2С was estimated. It is established that raising the level of single overload increases the number of cycles of growth retardation of the surface fatigue crack. Increasing the amplitude of the SIF of the base level of cyclic loading leads to a decrease in the number of delay cycles with material thickness t = 20 mm. The influence of the compression parameter a/c of the semielliptical crack on the retardation of the number of cycles of its growth under tensile overload was investigated. It is established that a decrease in the compression parameter a/c leads to an increase in the number of delay cycles. The results of research of the development of surface cracks with a complex geometry contour after application of one-time overloads have been presented. It is established that the number of cycles of growth retardation of a non-canonical surface crack after the effect of tensile overload increases significantly (by several times) in comparison with a surface semielliptical crack of similar size at the same overload. Another peculiarity of cracks of non-canonical shape under the action of overload is a change in the shape of the contour, which approximates a rectangle. Approaches for estimating the growth retardation of non-canonical surface cracks have been proposed. Опис: Захист відбудеться “12” березня 2021 р. о 14:00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 58.052.01 в Тернопільському національному технічному університеті, імені Івана Пулюя (46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, ауд. 79).; З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 46001, м. Тернопіль, вул. Руська 56.; Автореферат розісланий “11” лютого 2021 р.

Трещиностойкость предварительно пластически деформированных конструкционных сплавов

2019-02-19T17:51:41Z

Назва: Трещиностойкость предварительно пластически деформированных конструкционных сплавов Автори: Ясний, Петр Владимирович

Дослідження напружено-деформованого та граничного станів прозорих композитів (склопластиків) із геометричними концентраторами поляризаційно-оптичним методом.

2017-11-15T10:03:21Z

Назва: Дослідження напружено-деформованого та граничного станів прозорих композитів (склопластиків) із геометричними концентраторами поляризаційно-оптичним методом. Автори: Войтович, Леонід Володимирович; Войтович, Леонид Владимирович; Voitovich, L.V. Короткий огляд (реферат): Дисертаційна робота присвячена розв’язанню наукового завдання – підвищення ефективності та функціональних можливостей поляризаційно-оптичного методу шляхом його розвитку для визначення напружено-деформованого та граничного станів склопластиків. На основі розгляду взаємозв`язку між механічними та оптичними характеристиками застосовано робочі формули для коректного проведення досліджень напружень у в’язкопружних конструктивно-ортотропних середовищах поляризаційно-оптичним методом, які використовують взаємозвязок між механічними і оптичними характеристиками. Розроблено методику визначення коефіцієнтів інтенсивності напружень поблизу вершини тріщини в в’язкопружних структурно-ортотропних пластинах, що знаходяться в умовах повзучості за результатами поляризаційно-оптичних вимірів. Розроблено методику та застосовано формули визначення коефіцієнтів інтенсивності напружень для тріщин у прозорому композиті (склопластику) за даними фотопружних вимірів. Одержано величини КІН для тріщин у склопластику, які знаходяться поруч із отворами та виходять на їх контур. Застосовано поляризаційно-оптичний метод для дослідження динамічного напруженого стану склопластиків із геометричними концентраторами. Одержано величини КІН для тріщини поблизу центрального отвору у пластині з склопластику при імпульсному навантаженні. Отримано залежності швидкості руху тріщини і коефіцієнта інтенсивності напружень в часі при руйнування елементів конструкцій із склопластику, які містять геометричні концентратори.; Диссертация посвящена решению научного задания – повышение эффективности и функциональных возможностей поляризационно-оптического метода путем его развития для определения напряженно-деформированного и предельного состояний стеклопластиков. На основании рассмотрения взаимосвязи между механическими и оптическими характеристиками применены рабочие формулы для корректного проведения исследований напряжений в вязкоупругих конструктивно-ортотропных средах поляризационно-оптическим методом, которые используют взаимосвязь между механическими и оптическими характеристиками. Разработана методика определения коэффициентов интенсивности напряжений вблизи вершины трещины в вязкоупругих структурно-анизотропных пластинах, находящихся в условиях ползучести по результатам поляризационно-оптических измерений. Анализ поверхности разрушения показал, что во время медленного докритического роста трещины в пластинах стеклопластиков у вершины трещины образуется и растет вместе с ней зона предварительного разрушения, которая имеет вид длинной клиновидной области в направлении продолжения трещины. Область содержит в себе некоторую часть разрушенных волокон, а ее берега связанные неразрушенными армирующими волокнами. Разработана методика и использованы формулы определения коэффициентов интенсивности напряжений для трещин в прозрачном композите (стеклопластике) по данным фотоупругих измерений. Получены зависимости величины КИН между соотношениями длины трещины и радиуса отверстия для трещин в стеклопластиках, которые находятся рядом с отверстиями и выходят на их контур. Применен поляризационно-оптический метод для исследования динамического напряженного состояния стеклопластиков с геометрическими концентраторами. Получены величины КИН для вершины трещины в пластине стеклопластика при импульсной нагрузке: для образца с центральным круговым (элиптическим) отверстием и изолированной трещиной; для пластины с центральным круговым отверстием и двумя контурными трещинами; для образца с вертикально (горизонтально) расположенными двумя круговыми отверстиями, имеющими контурные трещины. Получены зависимости скорости движения трещины и коэффициента интенсивности напряжений во времени, при разрушении элементов конструкций из стеклопластика, которые содержат геометрические концентраторы.; This thesis devoted to the solution of an important scientific task such as increasing the efficiency and functional capabilities of the polarization-optical method through its development for the determination of stress-strain and boundary states of fiberglass plastics. Based on the consideration of the interconnection between mechanical and optical characteristics is proposed the formulas for the correct conducting of stress studies in viscoelastic constructive-orthotropic media of POM. Also, based on the results of polarization-optical measurements are developed methods for determining the stress intensity factors near the crack tip in viscoelastic structurally anisotropic plates under creep conditions. The method and the proposed formula for determining stress intensity factors for cracks in transparent composite (fiberglass) according to polarization-optical measurements. SIF values are obtained for cracks in the fiberglass which close to the hole and get out of their path. Polarization-optical method for the study of the dynamic stress state of fiberglass geometric concentrators is modified. SIF values are obtained for cracks near the central hole in the plate of fiberglass under pulsed load. Crack propagation speed and the stress intensity factor in time for the destruction of structural elements made of fiberglass, which contain geometric concentrators dependencies are obtained. Опис: Робота виконана на кафедрі технології та обладнання зварювального виробництва Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбувся у 2017 р. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, навчальний корпус № 2, аудиторія № 79. З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.

Метод оцінювання циклічної тріщиностійкості сталей за поперечного зсуву

2017-06-06T05:41:10Z

Назва: Метод оцінювання циклічної тріщиностійкості сталей за поперечного зсуву Автори: Ленковський, Тарас Михайлович Короткий огляд (реферат): Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – механіка деформівного твердого тіла. – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2015. Дисертація присвячена розробенню методу оцінювання опірності сталей росту втомної тріщини в напрямку максимальних зсувних напружень. Запропонований в роботі підхід до оцінювання тріщиностійкості сталей ґрунтується на побудові кінетичних діаграм втомного руйнування за поперечного зсуву з врахуванням тертя берегів тріщини та визначенні з них характеристик циклічної тріщиностійкості сталей. Для досягнення стабільного росту втомної тріщини за поперечного зсуву розроблено новий зразок, вибрано силову схему та виготовлено установку для його циклічного навантаження. Розроблено експериментальний спосіб визначення коефіцієнта тертя берегів тріщини та побудовано К-тарувальну залежність для обчислення коефіцієнта інтенсивності напружень КІІ з врахуванням тертя берегів тріщини. Визначено основні та додаткові характеристики циклічної тріщиностійкості за поперечного зсуву і встановлено тенденцію зростання порогів втоми з підвищенням характеристик міцності сталі 65Г після різних термообробок, на противагу тенденціям за нормального відриву. Співставлено кінетичні діаграми втомного руйнування за поперечного зсуву та нормального відриву і показано, що на середньо- та високоампітудній ділянці сталь 65Г у низькоміцному стані чинить менший опір руйнуванню коли тріщина розвивається в напрямку максимальних зсувних напружень. Встановлено, що сталь 65Г у високоміцному стані за високоамплітудних навантажень чинить значно менший опір втомному руйнуванню, ніж у середньоміцному. На підставі півнатурних експериментів показано, що циклічна в’язкість руйнування є визначальною характеристикою при оцінюванні пошкоджуваності поверхні кочення залізничних коліс за контактної втоми.; Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 – механика деформируемого твердого тела. – Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя, Тернополь, 2015. Диссертация посвящена разработке метода оценки сопротивляемости сталей росту усталостной трещины в направлении максимальных касательных напряжений. Предложенный в работе подход к оценке трещиностойкости сталей основан на построении кинетических диаграмм усталостного разрушения при поперечном сдвиге с учетом трения берегов трещины и определении из них характеристик циклической трещиностойкости сталей. Для достижения стабильного роста усталостной трещины при поперечном сдвиге разработан новый образец, выбрана силовая схема его циклического нагружения и изготовлена соответствующая установка. Разработан экспериментальный способ определения коэффициента трения берегов трещины и построена К-тарировочная зависимость для вычисления коэффициента интенсивности напряжений КІІ с учетом трения берегов трещины. Определены основные и дополнительные характеристики циклической трещиностойкости при поперечном сдвиге и установлена тенденция роста порогов усталости с повышением характеристик прочности стали 65Г после различных термообработок, в отличие от тенденций при нормальном отрыве. Сопоставлены кинетические диаграммы усталостного разрушения при поперечном сдвиге и нормальном отрыве и показано, что на средне- и высокоамплитудном участке сталь 65Г в низкопрочном состоянии оказывает меньшее сопротивление разрушению, когда трещина развивается в направлении максимальных касательных напряжений. Установлено, что сталь 65Г в высокопрочном состоянии при высокоамплитудных нагрузках оказывает значительно меньшее сопротивление усталостному разрушению, чем в среднепрочном. На основании полунатурных экспериментов показано, что циклическая вязкость разрушения является определяющей характеристикой для оценки повреждаемости поверхности качения железнодорожных колес при контактной усталости.; Thesis for the degree of Candidate of technical sciences (Ph.D. in engineering) in specialty 01.02.04 – mechanics of deformable solids. – Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, 2015. The thesis is dedicated to development of a method for fatigue crack growth resistance evaluation of steels in the direction of maximal shear stress. The proposed approach is based on the construction of fatigue crack growth rates curves at the transverse shear taking into account the crack faces friction and the determination from these curves a cyclic crack growth resistance characteristics of steels. To achieve a stable fatigue crack spreading at the transverse shear, a new specimen is designed, the loading scheme of its cyclic loading is selected and the machine for its realization is made. An experimental method of crack faces friction factor determination is developed and the K-calibration curves to calculate the stress intensity factor KІІ with tacking into account crack faces friction is build. The primary and the secondary cyclic crack growth resistance characteristics at transverse shear are determined. It is shown that increase of mechanical strength of 65Г steel after various heat treatments leads to increase of fatigue threshold, in contrast to trends at normal tension. The fatigue crack growth rates curves at transverse shear and normal tension are compared. It shows that at high-amplitude loading 65Г steel in low strength state has less resistance to fatigue fracture then in medium strength state when crack has spreading in direction of maximum shear stress. It is found that at high amplitude loads 65Г steel in high strength state has significantly less resistance to fatigue fracture than in middle strength state. Based on semi-natural tests it is shown that cyclic fracture toughness is a defining characteristic for damage evaluation of railway wheels rolling surface under contact fatigue. Опис: Захист відбудеться “4” лютого 2016 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Білогірська, 50. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56. Автореферат розісланий “28” грудня 2015 р.

Оцінювання пошкодженості та деформаційних параметрів циклічної тріщиностійкості експлуатованої сталі магістрального газопроводу

2017-06-05T22:37:04Z

Назва: Оцінювання пошкодженості та деформаційних параметрів циклічної тріщиностійкості експлуатованої сталі магістрального газопроводу Автори: Данилюк, Ірина Михайлівна Короткий огляд (реферат): Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – Механіка деформівного твердого тіла. –Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, 2015. Дисертацію присвячено дослідженню основних закономірностей пошкоджуваності, деформування і руйнування сталі 17Г1С у вихідному та деградованому станах та оцінюванні тримкості магістральних газопроводів із тріщиноподібними дефектами за деформаційними підходами. Встановлено основні закономірності впливу тривалого експлуатаційного напрацювання на пошкоджуваність, руйнування сталі 17Г1С та запропоновано схеми деформування матеріалу на різних структурних рівнях. Виявлено та систематизовано макро- та мікромеханізми статичного деформування та руйнування сталі 17Г1С після тривалої експлуатації. Виявлено, що тривале напрацювання збільшує умовну межу текучості сталі 17Г1С на 9 %, умовну межу міцності на 22 % та відношення границі плинності до границі міцності з 1,35 до 1,56, проте значно знижуться ударна в’язкість та відносне звуження зразків, що свідчить про окрихчення металу труби. Запропоновано підход до оцінювання циклічної тріщиностійкості тривало експлуатованої сталі, що дозволили ввести стадійність поширення тріщини та запропонувати рекомендації щодо використання деформаційного критері механіки руйнування (CTOA). Розвинуто інженерні методи оцінювання тріщиностійкості експлуатованої труби магістрального газопроводу із урахуваннм експлуатаційних пошкоджень матеріалу.; Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 – Механика деформируемого твердого тела.-Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя, г. Тернополь, 2015. Диссертация посвящена исследованию основных закономерностей повреждаемости, деформирования и разрушения стали 17Г1С в исходном и деградированном состояниях и оценке несущей способности магистральных газопроводов с трещиноподобными дефектами с использовнием деформационного подхода. Установлены и систематизированы основные закономерности образования коррозионных питтингов и развиты подходы их автоматизированного анализа на оптических изображениях и снимках, полученных методом сканирующей электронной микроскопии. Рассмотрены особенности их статистического анализа, проведен анализ их форм. Установлены основные закономерности влияния длительной эксплуатационной наработки на повреждаемость, разрушение стали 17Г1С и предложены схемы деформирования материала на различных структурных уровнях. Выявлены и систематизированы макро- и микромеханизм статического и циклического деформирования и разрушения стали 17Г1С после длительной эксплуатации. Установлено, что длительная наработка увеличивает условный предел текучести стали 17Г1С на 9%, условный предел прочности на 22% и отношение предела прочности к пределу текучести с 1,35 до 1,56, одновременно снижается ударная вязкость и относительное сужение образцов, что свидетельствует об охрупчивании металла трубы. Предложенные подходы к оценке циклической трещиностойкости стали после длительной эксплуатации, позволили ввести стадийность распространения трещины и предложить рекомендации по использованию деформационного критерия механики разрушения (CTOA). Развиты инженерные методы оценки трещиностойкости эксплуатируемой трубы магистрального газопроводов с учетом эксплуатационных повреждений материала.; Thesis for the degree of Candidate of technical sciences in specialty 01.02.04 – Mechanics of deformable solids. – Ternopil Ivan Pul’uj National Technical University, Ternopil, 2015. Dissertation is is dedicated to the investigation of damageability, deformation and fracture of steel 17G1S in the initial and degraded condition and the evaluation of load-bearing capacity of gas mains with crack-like defects using deformation approach. The main regularities are found in the influence of a long-term operation on damageability and destruction of steel 17G1S, and schemes of material deformation at different structural levels are proposed. Macro- and micromechanisms of static and cyclic deformation and fracture of steel 17G1S after a long-term operation are found and systematized. It is established that the long-term operation increases the conventional yield strength of steel 17G1S by 9%, the ultimate strength by 22%, and the ratio of the ultimate strength to the yield strength from 1.35 to 1.56. In addition, it decreases fracture toughness and relative narrowing of specimens, indicating the embrittlement of the pipe metal. The proposed approach to the evaluation of cyclic fracture toughness of steel after a long-term operation allowed suggesting a stage-like nature of the crack propagation, and proposing recommendations on using deformation criterion of fracture mechanics. Engineering methods for evaluating fracture toughness of gas mains in operation are developed, taking into account the in-service damage of materials. Опис: Захист відбудеться «5» лютого 2016 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д58.052.01 в Тернопільському національному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46008, м. Тернопіль, вул. Білогірська, 50, конференц-зал. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Тернопільського національного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56. Автореферат розіслано «28» грудня 2015 р.

Зсувне пластичне відшаровування жорстких включень за умов неповного контакту з середовищем

2017-06-05T22:36:55Z

Назва: Зсувне пластичне відшаровування жорстких включень за умов неповного контакту з середовищем Автори: Бойко, Андрій Романович Короткий огляд (реферат): Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – механіка деформівного твердого тіла – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України, м. Тернопіль, 2016. Досліджено напружено деформівний пружно-пластичний антиплоский стан ідеально пружно-пластичних тіл з жорсткими включеннями складної форми за наявності міжфазних тріщин та пластичне відшаровування включень на основі моделі, що гарантує виконання умови пластичності тільки в точках пластичних шарів. Отримано точні аналітичні розв’язки задач про розвиток міжфазних пластичних смуг від вершин тріщин та вершин включень. Знайдено залежності довжин пластичних смуг від величини навантаження. З’ясовано вплив геометричних параметрів включень (ширини включення, кривизни поверхні включення) та вплив величини міжфазних тріщин на квазістатичний розвиток міжфазних пластичних смуг. Детально досліджено пластичне відшаровування довгого включення з прямокутним торцем за наявності міжфазних тріщин на його довших гранях, пластичне відшаровування волокна квадратного перерізу з тріщинами на межі включення-середовище. Встановлено, що наявність міжфазних тріщин звужує діапазон навантажень, за якого пластичні деформації можуть локалізуватися лише на межі включення-середовище. Обґрунтовано можливість застосування пружних розв’язків для аналізу початкової стадії пластичного відшаровування.; Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 – механика деформируемого твердого тела – Тернопольский национальный технической университет имени Ивана Пулюя Министерства образования и науки Украины, г. Тернополь, 2016. Исследовано напряженно деформированное упруго-пластическое антиплоское состояние идеально упруго-пластических тел с жесткими включениями сложной формы при наличии межфазных трещин и пластическое отслаивание включений на основании модели, гарантирующей выполнение условия пластичности исключительно в точках пластических слоев. Получено точные аналитические решения задач о развитии межфазных пластических слоев от вершин трещин и вершин включений. Исследовано закономерности и особенности пластического отслаивания длинного включения с прямоугольным торцом при наличии межфазных трещин на его больших гранях на произвольном расстоянии от торца включения. Решена задача об упруго-пластическом напряженном состоянии тела, содержащим жесткое волокно квадратного сечения и налички трещин на его поверхности. Обнаружено ограниченность диапазона нагрузок, при котором пластические деформации могут локализоваться лиш вдоль границы среда-включение. Этот диапазон тем уже, чем больше длина трещин. Если длина трещины не меньше половины ширины грани включения развитие пластических деформаций только вдоль границы включения невозможно. Найдено зависимости длин пластических слоев от нагрузки. Выяснено влияние геометрических параметров включений (ширины включения, кривизны поверхности включения) и величины межфазных трещин на квазистатическое развитие межфазных пластических полос. Подробно исследовано пластическое отслаивание долгого включения с прямоугольным торцом при наличии межфазных трещин на его длинных гранях, пластическое отслаивание волокна квадратного сечения с трещинами на границе включения-среда. Исследовано развитие пластических полос от вершин двух близко лежащих угловых вырезов и определена величина критической нагрузки, при которой обе пластические полосы сливаются и тело теряет сопротивление нагрузке. Установлено, что критическая нагрузка тем меньше, чем меньше угол при вершинах выреза. С приближением величины угла при вершинах выреза к максимально допустимому значению 90°, при котором угловые точки исчезают и грани тела становятся гладкими, пластические слои тоже постепенно исчезают, а напряженно-деформированное состояние становится однородным. Получены простые формулы для зависимостей длин межфазных пластических слоев от нагрузки с упругим решением задачи на основе ЛМПЗ.; The thesis submitted for the Scientific Degree of Candidate of Sciences (Engineering) in the specialty 01.02.04 – Mechanics of deformable bodies. – Ternopil Ivan Pul’uj National Technical University, Ternopil, 2016. Stress and strain elastic-plastic anti-plane state of ideal elastic-plastic bodies with complex-shaped rigid inclusions at presence of inter-phase cracks and plastic spall of inclusions on the basis of the model, which guarantees the plasticity conditions only in the points of plastic layers, are studied. Accurate analytic solutions of problems dealing with development of inter-phase plastic stripes from the crack tip and the inclusions tip are obtained. The dependences of their plastic length on the load amount are determined. It is found out the influence of inclusions’ geometric parameters (width of inclusion, curvature of the inclusion’s surface) and the inter-phase cracks size on quasi-static development of plastic stripes. Plastic spall of long inclusion with rectangular butt at presence of inter-phase cracks in its longer facets, plastic spall of square-section fiber with cracks at the boundaries inclusion-medium are studied in detail. It is determinate that presence of inter-phase cracks constricts the load range at which plastic deformations can localize only at the inclusion-medium boundary. Possibility of using elastic solutions for analysis of the initial stage of plastic spall is proved. Опис: Захист відбудеться “4” лютого 2016 р. о 11.00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46000, м. Тернопіль, вул. Білогірська, 50, навчальний корпус № 10, конференц-зал. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46000, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.

Тріщиностійкість і залишковий ресурс осей колісних пар з урахуванням структурно-механічної неоднорідності

2017-06-05T22:36:33Z

Назва: Тріщиностійкість і залишковий ресурс осей колісних пар з урахуванням структурно-механічної неоднорідності Автори: Сорочак, Андрій Петрович Короткий огляд (реферат): Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – Механіка деформівного твердого тіла. – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2015. Дисертацію присвячено виявленню основних закономірностей впливу експлуатаційних чинників (температури, асиметрії циклу навантажування) та структурно-механічної неоднорідності на циклічну тріщиностійкість сталі ОСЛ і уточнення методики оцінювання залишкового ресурсу осі з урахуванням структурно-механічної неоднорідності матеріалу. Встановлено взаємозв’язок між мікромеханізмами та енергетичними, деформаційними і силовими характеристиками руйнування за циклічного, статичного та ударного навантаження сталі ОСЛ. Виявлено основні закономірності впливу градієнту фізико-механічних властивостей на циклічну тріщиностійкість сталі ОСЛ за асиметрії циклу навантажування R = 0 і R = -1. Встановлено і систематизовано мікромеханізми поширення втомної тріщини в сталі ОСЛ. Вдосконалено методику оцінювання залишкової довговічності осі колісної пари з тріщиноподібним дефектом із урахуванням структурної неоднорідності матеріалу. Виконано моделювання росту півеліптичної втомної тріщини початковою глибиною 5 мм в припущенні градієнту параметрів циклічної тріщиностійкості.; Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 – Механика деформируемого твердого тела. – Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя, Тернополь, 2015. Диссертация посвящена установлению основных закономерностей влияния эксплуатацыонных факторов (температуры, ассиметрии цикла нагружения) и структурно-механической неоднородности на циклическую трещиностойкость стали ОСЛ и уточнения методики оценки остаточного ресурса оси с учетом структурно-механической неоднородности материала. Установлены основные закономерности влияния температур 20оС и -40оС на ударную вязкость, энергию зарождения и распостранения трещины в стали ОСЛ. Установлены основные закономерности влияния высоты губ среза на ударную вязкость материала оси. Исследовано, что при комнатной и низкой температуре зависимость энергии распостранения трещины от высоты губ среза является инвариантной к изменению физико-механических свойств стали ОСЛ по радиусу вырезки с оси. Установлена взаемосвязь между микромеханизмами и энергетическими, деформационными и силовыми характеристиками разрушения за циклического, статического и ударного нагружения стали ОСЛ. Установлены основные закономерности влияния градиента физико-механіческих свойств на циклическую трещинностойкость стали ОСЛ при ассиметрии цикла нагружения R = 0 и R = -1. Установлены и систематизированы микромеханизмы распостранения усталостной трещины в стали ОСЛ. Усовершенствовано методику оценки остаточной долговечности оси колесной пары с поверхностной полуэллиптической трещиной, которая учитывает влияние градиента циклической трещиностойкости материала на кинетику роста усталостной трещины. Уточнено остаточную долговечность оси колесной пары с учетом структурной неоднородности материала, что необходимо учитывать при определении межинспекционных периодов контроля колесных пар. Смоделирован рост полуэлептической усталостной трещины начальной глубиной 5 мм при наличии градиента параметров циклической трещинностойкости.; Dissertation for Candidate of Science degree in Engineering in speciality 01.02.04 – Mechanics of deformable solids. – Ternopil Ivan Pul'uj National Technical University, Ternopil, 2015. The thesis is devoted to revealing the basic laws of operational factors (temperature, stress ratio) and structural and mechanical heterogeneity impact on fatigue crack growth of the OSL steel and refinement of axle residual life assessment procedure considering structural and mechanical heterogeneity of material. The interrelation between micromechanisms and energy, force and deformation parameters of failure by cyclic, static and impact loading of the OSL steel has been found. The basic mechanisms of the mechanical properties gradient effect on fatigue crack growth of the OSL steel have been found at stress ratio R = 0 and R = -1. Summary and systematization of the micromechanisms of fatigue crack propagation in the OSL steel were made. Procedure of residual lifetime assessment of a wheelset axle with crack defect was improved taking into account the structural heterogeneity of the material. Modelling of fatigue semi-elliptical crack growth with initial depth of 5 mm was made assuming gradient of cyclic crack resistance properties. Опис: Захист відбудеться «5» лютого 2016 р. о 11.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті ім. І. Пулюя за адресою: 46008, м. Тернопіль, вул. Білогірська, 50, конференцзал. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56. Автореферат розісланий «28» грудня 2015 р.

Оптичні експериментально-розрахункові методи визначення напружено-деформованого та граничного станів прозорих діелектриків

2017-06-06T00:18:24Z

Назва: Оптичні експериментально-розрахункові методи визначення напружено-деформованого та граничного станів прозорих діелектриків Автори: Рудяк, Юрій Аронович; Рудяк, Юрий Аронович; Rudyak, Yu.А. Короткий огляд (реферат): Дисертаційна робота присвячена розв’язанню наукової проблеми – підвищення ефективності та функціональних можливостей експериментальних досліджень шляхом розробки експериментально-розрахункових оптичних методів визначення напружено-деформованого та граничного стану прозорих діелектриків на основі аналізу параметрів тензора діелектричної проникності. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено новий метод визначення НДС, який використовує п’єзооптичний ефект поглинаючого середовища (метод поглинання – МП), одержано формули визначення КІН за даними МП. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено новий метод визначення НДС, який базується на ефекті дифузного поверхневого розсіювання (МДПР), одержано формули визначення КІН (моментів) за допомогою даного методу, а також сумісним вимірюванням даних МДПР та фотопружності. Розроблено та реалізовано модель оптичного тензодатчика, який працює на основі МДПР, обґрунтовано застосування методу для оцінки «зони шийкоутворення» біля вершини тріщини. Розвинуто поляризаційно-оптичний метод для розв’язання таких задач експериментальної механіки руйнування, як визначення КІН КІ, КІІ, КІІІ, для неоднорідного основного напруженого стану та малих за величиною (до ) картин оптичної анізотропії, для випадків великих різниць оптичного ходу ( ) та значних градієнтів, коли важко визначити нульову ізохрому. Розроблено фізико-механічний критерій граничного стану діелектриків (критерій тензора діелектричної проникності - ТДП), експериментально досліджено, згідно критерію ТДП, граничний стан пластин з оргскла та оболонок з епоксидної смоли з тріщинами. За допомогою модифікованих методик поляризаційно-оптичного методу та розробленого фізико-механічного критерію ТДП проведено комплексне дослідження напруженого та граничного станів багатошарових структур (триплексів) при температурі Т=213 К і при можливій наявності тріщиноподібних дефектів у їх складових частинах (елементах).; Диссертационная работа посвящена решению научной проблемы –повышению эффективности и функциональных возможностей экспериментальных исследований путем разработки экспериментально-расчетных оптических методов определения напряженно-деформированного и предельного состояния прозрачных диэлектриков на основе анализа параметров тензора диэлектрической проницаемости. Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден метод определения НДС, который использует пьезооптический эффект поглощающей среды (метод поглощения - МП), действие которого основано на анализе величин изменения мнимой части компонент тензора диэлектрической проницаемости (ТДП) при нагружении объекта. Метод предоставляет принципиальную возможность определения НДС объектов, изготовленных из непрозрачных в видимом диапазоне диэлектриков и позволяет определять сразу отдельно квазиглавные напряжения и деформации, а не их линейные комбинации, как в поляризационно-оптических (разности) и когерентно-оптических (суммы) методах. Предложенный метод поглощения применен для определения величин КИН при исследовании объектов, содержащих трещиноподобные дефекты (получены формулы определения КИН по данным МП). Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден метод определения НДС, который использует эффект диффузного поверхностного рассеивания (метод диффузного поверхностного рассеивания – МДПР). Предложенный метод основывается на измерениях перераспределения интенсивностей зеркальной и диффузных составляющих рассеянного поверхностью объекта светового потока при локальном изменении ее кривизны. Метод позволяет проводить измерения в широком диапазоне изменения величин деформаций: от порогового значения чувствительности до разрушения объектов (10-2 – для полимеров, 10-0- для эластомеров), значительно превышая диапазон измерения спекл-интерферометрии. Получены формулы определения КИН (моментов) по данным МДПР для симметричного относительно берегов трещины моментного состояния (определения К3) и несимметричного моментного состояния (определения К3 и К4). Разработаны и реализованы модели оптических датчиков деформаций, которые работают на эффекте диффузного поверхностного рассеивания (датчики МДПР). Чувствительным элементом датчика первого конструктивного исполнения является изогнутая пластинка, а второго – выемка с диффузнорассеивающей поверхностью. Датчик МДПР, чувствительным элементом которого является выемка, не крепится определенным образом на поверхности объекта, а является частью приповерхностного слоя. Такая конструкция позволяет повысить точность измерений за счет отсутствия погрешностей в системе “датчик–склеивающий слой–поверхность объекта”. Предложен физико-механический критерий предельного состояния диэлектриков (критерий тензора диэлектрической проницаемости – ТДП). Критерий основывается на изменении компонент тензора диэлектрической проницаемости при нагружении объекта и позволяет интегрально учитывать влияние как механических, так и физических факторов (температуры, влажности, радиации) на предельное состояние диэлектриков. В данном критерии при изменении физических факторов изменяется не только предел прочности (как в классических механических теориях), а и выражение для эквивалентного напряжения за счет изменения величины соотношения оптико-механических констант С1/С2. Предложенный критерий ТДП позволяет определять долговременную прочность полимеров при постоянной нагрузке. Модифицирован поляризационно-оптический метод исследования натурных объектов с трещинами для малых по величине (до 1λ, где λ – длина волны зондирующего излучения) картин оптической анизотропии и для случаев больших разностей оптического хода (>8 λ) и значительных градиентов, при которых сложно определить нулевую изохрому. Исследована кинетика разрушения и предельное состояние неорганического силикатного стекла (как составной части гомогенных и гетерогенных триплексов). Проанализированы, при помощи критерия ТДП, данные разрушения пластин из органического стекла (как составной части гетерогенных триплексов) с краевыми трещинами. На моделях из эпоксидных смол ЭПСА и ЭД-20М показано конструкционное и технологическое влияние обрамления на распределение величин КИН при прорастании поверхностных трещин (надрезов) в сквозные в склеивающем слое триплексов. С помощью модифицированных методик поляризационно-оптического метода и разработанного физико-механического критерия ТДП проведено комплексное исследование напряженного и предельного состояния гомогенных и гетерогенных триплексов при сниженных температурах (до Т=213 К), с обрамлением и без, при возможном наличии трещиноподобных дефектов в их составных частях (элементах): неорганическом силикатном стекле, органическом стекле и склеивающем слое. Это позволило определить влияние гетерогенности и обрамления, а также получить численные результаты оценки НДС и предельного состояния для различных вариантов триплексов и выбрать оптимальный: гетерогенный триплекс без обрамления.; Thesis is dedicated to the solution of a scientific problem – developing of the optical experimental and computational methods for determining the stress-strain and limit states of transparent dielectrics on the basis of the analysis of the dielectric penetration tensor. The author theoretically justified and experimentally confirmed the new method for determining the SDS, that uses the piezooptic effect of absorbing environment (the absorption method – AM), obtained the formulae for finding SIF accord Кing to the data of the AM. The author theoretically justified and experimentally confirmed a new method for determining the SDS on the basis of the method of diffuse surface scattering (MDSS), obtained the formulae for finding SIF with help of this method and due to the joint estimation of data of the MDSS and photo resilience as well. The author developed and realized the model of optical strain gauge that works on the basis of the MDSS, the application of the method for estimation of “neck-like formation area” at the crack tip. The author developed the polarized and optical method for solution of such tasks of experimental mechanics of destruction like SIF F1 F2 F3 in the case of finding heterogeneous stress state and the small size (<1λ) pictures of optical anisotropy in the case of significant optical motion’s differences (>8λ) and significant gradients when it is difficult to determine the zero isochromat. The author developed the physical-mechanical criterion of boundary state of dielectrics (the criterion of dielectric penetration tensor (DPT)) and experimentally investigated according to the criterion of DPT the boundary state of the organic glass plates and epoxy resin’s casing with cracks. Due to the modified polarized and optical method and developed physical-mechanical criterion of DPT was conducted the complex study of stress and boundary states of multilayer structures (triplexes) with the temperature T= 213 K and with the possible availability of crack-like defects in their component parts (elements). Опис: Робота виконана на кафедрі технології та обладнання зварювального виробництва Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України.Захист відбувся в 2015 р. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, навчальний корпус №2, аудиторія №79. З дисертацією можна ознайомитися у науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.

Оцінка впливу дорнування отворів на довговічність елементів крила транспортного літака

2017-06-06T04:44:21Z

Назва: Оцінка впливу дорнування отворів на довговічність елементів крила транспортного літака Автори: Гладьо, Сергій Володимирович Короткий огляд (реферат): Гладьо С.В. Оцінка впливу дорнування отворів на довговічність елементів крила транспортного літака – рукопис Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – «Механіка деформівного твердого тіла». – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2014. Дисертацію присвячено виявленню основних закономірностей впливу відносного натягу дорнування (i=1%,2%,3%) та діаметру отвору (d=8 мм,10 мм,12 мм) на циклічну тріщиностійкість пластин із алюмінієвого сплаву Д16чТ і розробці методики прогнозування втомної довговічності силових конструктивних елементів крила транспортного літака. Встановлено, що довговічність пластин до зародження втомної тріщини довжиною 0,25 мм від отвору діаметром 8 мм та 10 мм за натягу дорнування i=1% підвищується у 1,5-3 разів проти недорнованих пластин з отворами. Аналогічна залежність спостерігається для дорнування з натягом i=2%. З подальшим підвищенням натягу дорнування (до i=3%) довговічність до зародження втомної тріщини підвищується у 7-10 разів проти недорнованих пластин з отворами. Обґрунтовані критерії циклічної міцності силових конструктивних елементів із зміцненими функціональними отворами. Основними критеріями для прогнозування довговічності пластин із дорнованими отворами діаметром 8 мм та 10 мм вибрано розмах напружень на циліндричній поверхні отвору ∆σ_yy та розмах напружень на відстані, що дорівнює зоні передруйнування d^* від циліндричній поверхні отвору ∆σ_yy^*. Розроблено конструктивно-технологічні рекомендації для підвищення втомної довговічності силових конструктивних елементів крила транспортного літака. Для отворів діаметром 8 мм, 10 мм та 12 мм оптимальним є натяг дорнування 3%. За рахунок значних пластичних деформацій досягаються високі залишкові напруження стиску на ділянці біля отвору, що значно зменшує напруження розтягу при циклічному навантажуванні.

Вплив ударно-коливального навантаження на кінетику поля деформацій та механічні властивості металів

2017-06-06T00:30:46Z

Назва: Вплив ударно-коливального навантаження на кінетику поля деформацій та механічні властивості металів Автори: Березін, Валентин Борисович; Березин, В.Б.; Berezin, V.B. Короткий огляд (реферат): З використанням власного розробленого програмного комплексу на основі методу кореляції цифрових зображень, який оснащався високошвидкісною камерою Phantom v711, встановлені основні закономірності кінетики поля деформацій металів різних класів: алюмінієвих сплавів Д16 і 2024-Т3, нержавіючої сталі 12Х17 та високоміцної корпусної сталі, при ударно-коливальному навантаженні «динамічний незрівноважений процес (ДНП)» і оцінений вплив різкої зміни кінетики поля деформацій при ДНП на зміну кінетики поля деформацій та механічних властивостей металів при подальшому статичному і ударному навантаженні. Показано, що реалізація ДНП в металах, в першу чергу, впливає на зміну пластичності при подальшому деформуванні. Причому цей вплив для різних металів неоднозначний. Так, зокрема, пластичні властивості алюмінієвих сплавів після реалізації ДНП при повторному статичному розтягу значно покращуються. Це відноситься як до затримки «шийкоутворення» в сплавах до 15 %, так і до підвищення загальної пластичності до 10%. Як показали спеціально проведенні метало-фізичні дослідження методом трансмісійної-електронної мікроскопії даний ефект напряму пов’язаний з утворенням при ДНП в об’ємі матеріалу тонко-смугової дисипативної структури. Пластичність нержавіючої сталі 12Х17 після ДНП при повторному статичному розтягу значно погіршується ~ на 15…35%. Виявлений значний вплив релаксаційних процесів після ДНП, в залежності від часу витримки, що практично у всіх випадках призводить до падіння пластичності до 35%. На зразку із сплаву Д16 встановлений безпосередній зв'язок між полем деформацій на поверхні зразка і утвореною дисипативною структурою. Показано, що після ДНП пластичність високоміцної корпусної сталі збільшується ~ в 2,5 рази. Також виявлена можливість збільшення ударної в’язкості високоміцної корпусної сталі за рахунок ДНП.; Диссертация посвящена установлению основных закономерностей кинетики поля деформации металлов разных классов: алюминиевые сплавы Д16, 2024 - Т3, нержавеющая сталь 12Х17 и высокопрочная корпусная сталь, в процессе и после ударно-колебательного режима нагружения («динамический неравновесный процесс»), и связи поля деформации с механическими свойствами и структурой металлов. Неравновесное состояние материала в механических системах связано с резким обменом энергии между отдельными элементами системы. При таких процессах формируется существенно неоднородное поле деформации на поверхности образца материала или элемента конструкции, связанное с образованием в объеме тонко-полосовой диссипативной структуры, плотность которой меньше плотности основного материала. В настоящей работе для оценки кинетики поля деформации для исследуемых режимов нагружения используется собственный разработанный программный комплекс на основе метода корреляции цифровых изображений, который оснащался современной высокоскоростной камерой Phantom v711.Для каждого из исследуемых материалов выявлены характерные режимы поля деформаций в процессе реализации ДНП: увеличение площади полосы неоднородной деформации со сменой ориентации ее фронта на ~ 900; разрыв полосы неоднородной деформации на две полосы, движущиеся в противоположных направлениях; разрыв полосы неоднородной деформации на две с их последующим взаимодейтвием. Показано, что за счет резкого изменения кинетики поля деформации металлов при ДНП при последующем статическом и ударном нагружении их механические свойства могут существенно изменяться по сравнению со стандартным статическим растяжением. В первую очередь, это сказывается на пластических свойствах металлов. Так, в частности, процесс «шейкообразования» в сплаве Д16 задерживается на 8-15% и увеличивается величина локальной максимальной пластической деформации в сплаве 2024-Т3 до 10%. При этом уменьшения прочности у сплава 2024 -Т3 после ДНП не отмечается, а в сплаве Д16 выявлено незначительное уменьшение прочности, на 10-30 МПа. Кроме того, было показано, что для алюминиевого сплава Д16 существует непосредственная связь между его полем деформации и структурным состоянием материала. Установлено монотонное поведение поля деформации нержавеющей стали 12Х17 как при статическом деформировании, так и при деформировании после ДНП. Поле деформации у данного вида материала при ДНП не характеризуется явно выраженными характерными видами деформирования, хотя и обладает особенностями. В отличие от алюминиевых сплавов пластичность нержавеющей стали 12Х17 после ДНП существенно уменьшается – на 15-35%, в тоже время задерживается процесс «шейкообразования» на 30% относительно деформации разрушения. В процессе исследований установлено существенное влияние релаксационных процессов на изменение механических свойств нержавеющей стали 12Х17 при последующем статическом растяжении. При временной выдержке после ДНП до 7 дней фиксируется значительное уменьшение пластичности на 20-30% а также раннее начало процесса шейкообразования. При временной выдержке 3 месяца отмечается уменьшение пластичности на 15-35%. Для нержавеющей стали был экспериментально установлен факт качественного подобия полей деформации и коэффициента гомогенности m, который определяется по методу LM-твердости, разработанному в Институте проблем прочности им. Г.С. Писаренко НАН Украины. Установлено существенное различие в локальных скоростях деформирования металлов разных классов при ДНП, для алюминиевых сплавов она составляла 100-6000%/с, а для нержавеющей стали 100-1000%/с. В работе показано, что за счет реализации ДНП можно существенно повысить пластичность высокопрочной корпусной стали ~ в 2,5 раза и регулировать ударную вязкость стали. Поле деформации данного материала характеризуется существенной неоднородностью вызванной как особенностями технологической обработки так и воздействием на него ДНП.; Thesis is devoted to the establishment of the basic laws of kinetics of the strain field of different classes of materials: aluminum alloys D16, 2024-T3, stainless steel 12H17 and high-strength cladding steel, during and after the specific impact-oscillatory mode of loading ("dynamic nonequilibrium process"), and to the determination of the dependencies between strain field, mechanical properties and structure of the material. In such processes, essentially inhomogeneous strain field is being formed on the surface of a sample of material or structural element associated with the formation of thin-strip dissipative structure in the bulk of the material, the density of which is less than the density of the base material. Herein we use own designed program complex, based on digital image correlation method to evaluate the kinetics of the deformation field for the test loading conditions equipped with modern high-speed camera Phantom v711 ( frame rate up to 1.4 million fps). For each of the tested materials the characteristic modes of deformation fields during and after the DNP were revealed. It is shown that due to the dramatic changes of the kinetics of the deformation field of materials at the DNP in the subsequent static and impact loading of materials, their mechanical properties can vary significantly compared with the conventional static tension. First of all, this affects the properties of the plastic materials. In particular, the process of necking in alloy D16 is delayed by 8-15 % and increases the maximum value of the local plastic deformation of the alloy 2024-T3 by 10%. Unlike aluminum alloys, stainless steel plasticity after DNP is significantly reduced - by 15-35%, at the same time the process is of necking is delayed by 30% relative to the strain at fracture point. During the study we found a significant effect of relaxation processes on the mechanical properties of stainless steel 12H17 during subsequent static tension. It is also shown that by implementing the DNP we can significantly improve the ductility of high-strength cladding steel – up to 2.5 times and adjust the impact toughness of steel. Опис: Робота виконана у Національному університеті біоресурсів і природокористування України. Захист відбувся 19 вересня 2014р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д58.052.01 в Тернопільському національному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46601, м. Тернопіль, вул. Руська, 56. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Тернопільського національного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46601, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.

Вплив експлуатаційних температур на міцність і циклічну тріщиностійкість теплостійкої сталі металургійного обладнання

2017-06-06T00:39:29Z

Назва: Вплив експлуатаційних температур на міцність і циклічну тріщиностійкість теплостійкої сталі металургійного обладнання Автори: Баран, Денис Ярославович; Baran, D.Ya. Короткий огляд (реферат): Дисертацію присвячено виявленню основних закономірностей впливу високих температур на циклічну тріщиностійкість теплостійкої сталі 25Х1М1Ф і розробці методики прогнозування залишкової довговічності ролика МБЛЗ. Виявлено вплив високих температур на стадійність і енергоємність статичного та динамічного руйнування сталі 25Х1М1Ф. Встановлено що енергія зародження тріщини при 375 oС зростає в 1,6 разив порівнянні з 20 oС. При 600 oС енергія зародження тріщини знижується в 1,2 рази в порівнянні з результатами випробувань при 20 oС, що обумовлено знеміцненням матеріалу, розвитком тріщин, розшаруванням і множинною пошкодженісттю матеріалу зразка. Виявлено що за Кmax< 38 MПaм сталь є нечутливою до частоти навантажування а підвищення частоти навантажування в діапазоні Кmax = 40…80 МПам знижує швидкість поширення тріщини у 2,0…4,0 рази. Виявлено, що вплив частоти та форми циклу навантажування на мікрошвидкість росту втомної тріщини аналогічний впливу на макрошвидкість, із збільшенням витримки крок борозенок зменшується, що пов’язано із релаксацією напружень, обумовленою накопиченням пластичності та повзучістю у вершині тріщини. Розроблено оригінальну фізичну модель ролика МБЛЗ, яка дозволила оцінити вплив зупинок лиття на зміну температурних полів ролика на різних відстанях від поверхні. Модельні і експлуатаційні температурні цикли в ролику МБЛЗ задовільно узгоджуються. Запропоновано методику прогнозування залишкової довговічності суцільно кованого ролика МБЛЗ, яка ґрунтується на підходах лінійної механіки руйнування і уточнює довговічність ролика з початковими дефектами з урахуванням впливу частоти експлуатаційного навантаження.; Диссертация посвящена определению основных закономерностей влияния высоких температур на циклическую трещиностойкость теплостойкой стали 25Х1М1Ф и разработке методики прогнозирования остаточной долговечности ролика МНЛЗ. Обнаружено влияние высоких температур на стадийность и энергоемкость статического и динамического разрушения стали 25Х1М1Ф. Рост температуры приводит к увеличению угла поворота губ сдвига относительно продольной оси образца. Форма губ сдвига при 375 oС и 600 oС подобны, однако с ростом температуры увеличивается их высота, появляются локальные надрывы материала. Установлено что энергия зарождения трещины при 375 oС увеличивается в 1,6 раза по сравнению с 20 oС. При 600 oС энергия зарождения трещины снижается в 1,2 раза по сравнению с результатами испытаний при 20 oС, что обусловлено разупрочнением материала, развитием трещин, расслоением и множественными повреждениями материала образца. Установлено, что для стали 25Х1М1Ф при всех режимах испытаний преобладающим был внутризеренный микромеханизм разрушения с наличием усталостных бороздок. Обнаружено что после деформирования растяжением феррито-перлитной стали 25Х1М1Ф при температуре 600 oС сетчастая и частично ячеистая дислокационная структура превращается в клубковую и ячеистую не разориентированную, ячеистую разориентированную и частично фрагментированную дислокационную структуры. Установлено что за Кmax< 38 MПaм сталь является нечувствительной к частоте нагружения а повышение частоты нагружения в диапазоне Кmax=40...80 MПaм снижает скорость распространения трещины в 2,0...4,0 раза. Обнаружено что влияние частоты и формы цикла нагружения на микроскорость роста усталостной трещины аналогичны влиянию на макроскорость, с увеличением выдержки шаг бороздок уменьшается, что связано с релаксацией напряжений, обусловленной накоплением пластичности и ползучестью в вершине трещины. Установлено увеличение доли межзеренного разрушения, а также следы пластического деформирования бороздок в изломе образца с увеличением времени пребывания при максимальной нагрузке, что свидетельствует о накоплении пластической деформации в вершине трещины при ее распространении. Разработана оригинальная физическая модель ролика МНЛЗ, которая позволила оценить влияние остановок литья на изменение температурных полей ролика на различных расстояниях от поверхности. Модельные и эксплуатационные температурные циклы в ролике МНЛЗ удовлетворительно согласуются. Предложена методика прогнозирования остаточной долговечности цельнокованого ролика МНЛЗ, которая полагается на анализ напряженно-деформированного состояния пустотелого цилиндра, подходы линейной механики разрушения и уточняет долговечность ролика с начальными дефектами с учетом влияния частоты эксплуатационной нагрузки.; The thesis deals with the analysis of main regularities of high temperatures effect on the cyclic crack resistance of heat-resistant steel 25Kh1M1F and development of methods for prediction residual durability of casters roller. The influence of high temperatures on the stages and energy consumption of static and dynamic fracture of steel 25Kh1M1F was found. It was established that the energy crack initiation at 375 oC is increased in 1.6 times as compared with that at 20 oC. At 600 oC crack initiation energy is reduced in 1.2 times as compared with the test results at 20 oC, which is caused by the softening of the material, the development of cracks, delamination and multiple fracture of the specimen material. It was found that for Кmax< 38 MPam the steel is not sensitive to the loading rate and raising of loading frequency within the range Кmax=40...80 MПaм decreases the rate of crack propagation in 2.0 ... 4.0 times. It was found that the effect of frequency and cycle loading form on fatigue crack growth micro-rate is similar to the effect on macrorates, with the increase of exposure the step of grooves decreases, wich is caused by the relaxation of stresses resulted from the accumulation of plasticity and creep at the crack tip. A physical model of the original roller casters, wich made possible to evaluate the effect of the casting roller stops on the temperature fields at different distances from the surface has been developed. Modeling and operating temperature cycles in the roller have satisfactory agreement. The method of the residual durability prediction of the continuously forged CCM roller, wich is based on the approaches of linear fracture mechanics and specifies the durability of roller with initial defects, taking into account of the operating loading frequency, has been developed. Опис: Робота виконана у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя.Захист відбувся 19 вересня 2014р. о 11.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська 56. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська 56.

Вплив експлуатаційних температур на міцність і циклічну тріщиностійкість теплостійкої сталі металургійного обладнання

2017-06-05T23:55:57Z

Назва: Вплив експлуатаційних температур на міцність і циклічну тріщиностійкість теплостійкої сталі металургійного обладнання Автори: Баран, Денис Ярославович; Баран, Денис Ярославович; Baran, Denys Yaroslavovych Короткий огляд (реферат): Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – «Механіка деформівного твердого тіла». – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2014. Дисертацію присвячено виявленню основних закономірностей впливу високих температур на циклічну тріщиностійкість теплостійкої сталі 25Х1М1Ф і розробці методики прогнозування залишкової довговічності ролика МБЛЗ. Виявлено вплив високих температур на стадійність і енергоємність статичного та динамічного руйнування сталі 25Х1М1Ф. Встановлено що енергія зародження тріщини при 375oС зростає в 1,6 разив порівнянні з 20oС. При 600 o С енергія зародження тріщини знижується в 1,2 рази в порівнянні з результатами випробувань при 20oС, що обумовлено знеміцненням матеріалу, розвитком тріщин, розшаруванням і множинною пошкодженісттю матеріалу зразка. Виявлено що за Кmax< 38 MПa√м сталь є нечутливою до частоти навантажування а підвищення частоти навантажування в діапазоні Кmax = 40...80 МПа√м знижує швидкість поширення тріщини у 2,0...4,0 рази. Виявлено, що вплив частоти та форми циклу навантажування на мікрошвидкість росту втомної тріщини аналогічний впливу на макрошвидкість, із збільшенням витримки крок борозенок зменшується, що пов’язано із релаксацією напружень, обумовленою накопиченням пластичності та повзучістю у вершині тріщини. Розроблено оригінальну фізичну модель ролика МБЛЗ, яка дозволила оцінити вплив зупинок лиття на зміну температурних полів ролика на різних відстанях від поверхні. Модельні і експлуатаційні температурні цикли в ролику МБЛЗ задовільно узгоджуються. Запропоновано методику прогнозування залишкової довговічності суцільно кованого ролика МБЛЗ, яка ґрунтується на підходах лінійної механіки руйнування і уточнює довговічність ролика з початковими дефектами з урахуванням впливу частоти експлуатаційного навантаження.; Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 - «Механика деформируемого твердого тела». - Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя, Тернополь, 2014. Диссертация посвящена определению основных закономерностей влияния высоких температур на циклическую трещиностойкость теплостойкой стали 25Х1М1Ф и разработке методики прогнозирования остаточной долговечности ролика МНЛЗ. Обнаружено влияние высоких температур на стадийность и энергоемкость статического и динамического разрушения стали 25Х1М1Ф. Рост температуры приводит к увеличению угла поворота губ сдвига относительно продольной оси образца. Форма губ сдвига при 375 oС и 600 oС подобны, однако с ростом температуры увеличивается их высота, появляются локальные надрывы материала. Установлено что энергия зарождения трещины при 375 oС увеличивается в 1,6 раза по сравнению с 20 oС. При 600 oС энергия зарождения трещины снижается в 1,2 раза по сравнению с результатами испытаний при 20 oС, что обусловлено разупрочнением материала, развитием трещин, расслоением и множественными повреждениями материала образца. Установлено, что для стали 25Х1М1Ф при всех режимах испытаний преобладающим был внутризеренный микромеханизм разрушения с наличием усталостных бороздок. Обнаружено что после деформирования растяжением феррито-перлитной стали 25Х1М1Ф при температуре 600 oС сетчастая и частично ячеистая дислокационная структура превращается в клубковую и ячеистую не разориентированную, ячеистую разориентированную и частично фрагментированную дислокационную структуры. Установлено что за Кmax< 38 MПa√м сталь является нечувствительной к частоте нагружения а повышение частоты нагружения в диапазоне Кmax=40...80 MПa√м снижает скорость распространения трещины в 2,0...4,0 раза. Обнаружено что влияние частоты и формы цикла нагружения на микроскорость роста усталостной трещины аналогичны влиянию на макроскорость, с увеличением выдержки шаг бороздок уменьшается, что связано с релаксацией напряжений, обусловленной накоплением пластичности и ползучестью в вершине трещины. Установлено увеличение доли межзеренного разрушения, а также следы пластического деформирования бороздок в изломе образца с увеличением времени пребывания при максимальной нагрузке, что свидетельствует о накоплении пластической деформации в вершине трещины при ее распространении. Разработана оригинальная физическая модель ролика МНЛЗ, которая позволила оценить влияние остановок литья на изменение температурных полей ролика на различных расстояниях от поверхности. Модельные и эксплуатационные температурные циклы в ролике МНЛЗ удовлетворительно согласуются. Предложена методика прогнозирования остаточной долговечности цельнокованого ролика МНЛЗ, которая полагается на анализ напряженно-деформированного состояния пустотелого цилиндра, подходы линейной механики разрушения и уточняет долговечность ролика с начальными дефектами с учетом влияния частоты эксплуатационной нагрузки.; Dissertation is submitted for the scientific degree of Candidate of Sciences (Enginireeng) sciences, in specialty 01.02.04 - "Mechanics of deformable solids". Ternopil Ivan Pul'uj National Technical University, Ternopil, 2014. The thesis deals with the analysis of main regularities of high temperatures effect on the cyclic crack resistance of heat-resistant steel 25Kh1M1F and development of methods for prediction residual durability of casters roller. The influence of high temperatures on the stages and energy consumption of static and dynamic fracture of steel 25Kh1M1F was found. It was established that the energy crack initiation at 375 o C is increased in 1.6 times as compared with that at 20 oC. At 600 oC crack initiation energy is reduced in 1.2 times as compared with the test results at 20 oC, which is caused by the softening of the material, the development of cracks, delamination and multiple fracture of the specimen material. It was foundthat for Кmax< 38 MPa√m the steel is not sensitive to the loading rate and raising of loading frequency within the range Кmax=40...80 MПa√м decreases the rate of crack propagation in 2.0 ... 4.0 times. It was found that the effect of frequency and cycle loading form on fatigue crack growth micro-rate is similar to the effect on macrorates, with the increase of exposure the step of grooves decreases, wich is caused by the relaxation of stresses resulted from the accumulation of plasticity and creep at the crack tip. A physical model of the original roller casters, wich made possible to evaluate the effect of the casting roller stops on the temperature fields at different distances from the surface has been developed. Modeling and operating temperature cycles in the roller have satisfactory agreement. The method of the residual durability prediction of the continuously forged CCM roller, wich is based on the approaches of linear fracture mechanics and specifies the durability of roller with initial defects, taking into account of the operating loading frequency, has been developed. Опис: Робота виконана у Тернопільському університеті імені Івана Пулюя.; Захист відбудеться ’’_19_’’ __вересня__ 2014р. о __1100_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська 56. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська 56. Автореферат розісланий ’’15’’ _серпня_ 2014р

Вплив ударно-коливального навантаження на кінетику поля деформацій та механічні властивості металів

2017-06-06T00:24:41Z

Назва: Вплив ударно-коливального навантаження на кінетику поля деформацій та механічні властивості металів Автори: Березін, Валентин Борисович; Березин, Валентин Борисович; Berezin, Valentyn Borysovych Короткий огляд (реферат): Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 –механіка деформівного твердого тіла. – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, 2014. З використанням власного розробленого програмного комплексу на основі методу кореляції цифрових зображень, який оснащався високошвидкісною камерою Phantom v711, встановлені основні закономірності кінетики поля деформаційметалів різних класів: алюмінієвих сплавів Д16 і 2024-Т3, нержавіючої сталі 12Х17 та високоміцної корпусної сталі, при ударно-коливальному навантаженні «динамічний незрівноважений процес (ДНП)» і оцінений вплив різкої зміни кінетики поля деформацій при ДНП на зміну кінетики поля деформацій та механічних властивостей металів при подальшому статичному і ударному навантаженні. Показано, що реалізація ДНП в металах, в першу чергу, впливає на зміну пластичності при подальшому деформуванні. Причому цей 20 вплив для різних металів неоднозначний. Так, зокрема, пластичні властивості алюмінієвих сплавів після реалізації ДНП при повторному статичному розтягу значно покращуються. Це відноситься як до затримки «шийкоутворення» в сплавах до 15 %, так і до підвищення загальної пластичності до 10%. Як показали спеціально проведенні метало-фізичні дослідження методом трансмісійної- електронної мікроскопії даний ефект напряму пов’язаний з утворенням при ДНП в об’ємі матеріалу тонко-смугової дисипативної структури. Пластичність нержавіючої сталі 12Х17 після ДНП при повторному статичному розтягу значно погіршується ~ на 15...35%. Виявлений значний вплив релаксаційних процесів після ДНП, в залежності від часу витримки, що практично у всіх випадках призводить до падіння пластичності до 35%. На зразку із сплаву Д16 встановлений безпосередній зв'язок між полем деформацій на поверхні зразка і утвореною дисипативною структурою. Показано, що після ДНП пластичність високоміцної корпусної сталі збільшується ~в 2,5 рази. Також виявлена можливість збільшення ударної в’язкості високоміцної корпусної сталі за рахунок ДНП.; Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.02.04 –механика деформируемого твердого тела. – Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя, г. Тернополь, 2014. Диссертация посвящена установлению основных закономерностей кинетики поля деформации металлов разных классов: алюминиевые сплавы Д16, 2024 - Т3, нержавеющая сталь 12Х17 и высокопрочная корпусная сталь, в процессе и после ударно-колебательного режима нагружения («динамический неравновесный процесс»), и связи поля деформации с механическими свойствами и структурой металлов. Неравновесное состояние материала в механических системах связано с резким обменом энергии между отдельными элементами системы. При таких процессах формируется существенно неоднородное поле деформации на поверхности образца материала или элемента конструкции, связанное с образованием в объеме тонко-полосовой диссипативной структуры, плотность которой меньше плотности основного материала. В настоящей работе для оценки кинетики поля деформации для исследуемых режимов нагружения используется собственный разработанный программный комплекс на основе метода корреляции цифровых изображений, который оснащался современной высокоскоростной камерой Phantom v711.Для каждого из исследуемых материалов выявлены характерные режимы поля деформаций в процессе реализации ДНП: увеличение площади полосы неоднородной деформации со 21 сменой ориентации ее фронта на ~ 900; разрыв полосы неоднородной деформации на две полосы, движущиеся в противоположных направлениях; разрыв полосы неоднородной деформации на две с их последующим взаимодейтвием. Показано, что за счет резкого изменения кинетики поля деформации металлов при ДНП при последующем статическом и ударном нагружении их механические свойства могут существенно изменяться по сравнению со стандартным статическим растяжением. В первую очередь, это сказывается на пластических свойствах металлов. Так, в частности, процесс «шейкообразования» в сплаве Д16 задерживается на 8-15% и увеличивается величина локальной максимальной пластической деформации в сплаве 2024-Т3 до 10%. При этом уменьшения прочности у сплава 2024 -Т3 после ДНП не отмечается, а в сплаве Д16 выявлено незначительное уменьшение прочности, на 10-30 МПа.Кроме того, было показано, что для алюминиевого сплава Д16 существует непосредственная связь между его полем деформации и структурным состоянием материала.Установлено монотонное поведение поля деформации нержавеющей стали 12Х17 как при статическом деформировании, так и при деформировании после ДНП. Поле деформации у данного вида материала при ДНП не характеризуется явно выраженными характерными видами деформирования, хотя и обладает особенностями. В отличие от алюминиевых сплавов пластичность нержавеющей стали 12Х17 после ДНП существенно уменьшается – на 15-35%, в тоже время задерживается процесс «шейкообразования» на 30% относительно деформации разрушения. В процессе исследований установлено существенное влияние релаксационных процессов на изменение механических свойств нержавеющей стали 12Х17 при последующем статическом растяжении. При временной выдержке после ДНП до 7 дней фиксируется значительное уменьшение пластичности на 20-30%а также раннее начало процесса шейкообразования. При временной выдержке 3 месяца отмечается уменьшение пластичности на 15-35%. Для нержавеющей стали был экспериментально установлен факт качественного подобия полей деформации и коэффициента гомогенности m, который определяется по методу LM-твердости, разработанному в Институте проблем прочности им. Г.С. Писаренко НАН Украины. Установлено существенное различие в локальных скоростях деформирования металлов разных классов при ДНП, для алюминиевых сплавов она составляла 100-6000%/с, а для нержавеющей стали 100-1000%/с. В работе показано, что за счет реализации ДНП можно существенно повысить пластичность высокопрочной корпусной стали ~в 2,5 раза и регулировать ударную вязкость стали. Поле деформации данного материала характеризуется существенной неоднородностью вызванной как особенностями технологической обработки так и воздействием на него ДНП.; Dissertation for the candidate degree in engineering in speciality 01.02.04 – Mechanics of deformable solids. – Ternopil Ivan Pul’uj NationalTechnicalUniversity, Ternopil, 2014. Thesis is devoted to the establishment of the basic laws of kinetics of the strain field of different classes of materials: aluminum alloys D16, 2024-T3, stainless steel 12H17 and high-strength cladding steel, during and after the specific impact-oscillatory mode of loading ("dynamic nonequilibrium process"), and to the determination of the dependenciesbetween strain field, mechanical properties and structure of the material. In such processes, essentially inhomogeneous strain field is being formed on the surface of a sample of material or structural element associated with the formation of thin-strip dissipative structure in the bulk of the material, the density of which is less than the density of the base material. Herein we use own designed program complex, based on digital image correlation method to evaluate the kinetics of the deformation field for the test loading conditions equipped with modern high-speed camera Phantom v711 ( frame rate up to 1.4 million fps).For each of the tested materials the characteristic modes of deformation fields during and after the DNP were revealed. It is shown that due to the dramatic changes of the kinetics of the deformation field of materials at the DNP in the subsequent static and impact loading of materials, their mechanical properties can vary significantly compared with the conventional static tension. First of all, this affects the properties of the plastic materials. In particular, the process of necking in alloy D16 is delayed by 8-15 % and increases the maximum value of the local plastic deformation of the alloy 2024-T3 by 10%. Unlike aluminum alloys, stainless steel plasticity after DNP is significantly reduced - by 15-35%, at the same time the process is of necking is delayed by 30% relative to the strain at fracture point. During the study we found a significant effect of relaxation processes on the mechanical properties of stainless steel 12H17 during subsequent static tension. It is also shown that by implementing the DNP we can significantly improve the ductility of high-strength cladding steel– up to 2.5 times and adjust the impact toughness of steel. Опис: Робота виконана у Національному природокористування України.; Захист відбудеться «19» вересня 2014р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д58.052.01 в Тернопільському національному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46601, м. Тернопіль, вул. Руська, 56. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Тернопільського національного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46601, м. Тернопіль, вул. Руська, 56. Автореферат розісланий «15» серпня 2014 р.

Розробка методики розрахунку напружено-деформованого стану та визначення механічних параметрів залізобетонних конструкцій мостів

2017-06-05T23:39:01Z

Назва: Розробка методики розрахунку напружено-деформованого стану та визначення механічних параметрів залізобетонних конструкцій мостів Автори: Ігнатишин, Микола Іванович; Игнатишин, Николай Иванович; Ihnatyshyn, M. Короткий огляд (реферат): Дисертаційна робота спрямована на розробку методики розрахунку напружено-деформованого стану та визначення механічних параметрів залізо-бетонних конструкцій мостів. На основі науково обґрунтованого підходу вдосконалено методи дослідження динамічних характеристик, визначення механічних параметрів та покращено елементи залізобетонних конструкцій мостів. Розвинуто аналітичні та числові методи розв’язку диференціальних рівнянь, що описують основні елементи мостових конструкцій: опору, балку, плиту, на основі яких отримано аналітичні співвідношення для обробки результатів натурних випробовувань та розв’язки диференціальних рівнянь деформації залізобетонної плити проїзної частини моста. Визначено за результатами статичних і динамічних випробувань механічні параметри залізобетонної плити проїзної частини моста: циліндричну жорсткість, модуль пружності, ефективну товщину і т. п. Отримано числові розв’язки диференціальних рівнянь деформації опори та балки в поліноміальному та тригонометричному базисах і запропоновано мірою точності числового розв’язку вважати нев’язку між розв’язками, що отримані в різних базисах.; Диссертационная работа направлена на разработку методики расчета напряженно-деформированного состояния и определение механических параметров железобетонных конструкций мостов. Усовершенствовано метод исследования динамических характеристик. В результате исследования коэффициента интенсивности напряжения установлено, что собственные частоты колебаний образца зависят от отношения его длины и высоты, относительной глубины трещины, коэффициента Пуассона. Полученные формулы можно использовать для К-тарирования балочных образцов с трещиной не перпендикулярной поверхности образца. Получено общую частотную функцию железобетонной плиты про-ездной части моста. Использовано частотную функцию в качестве связующего звена между результатами натурных испытаний и ее механическими парамет-рами. Предложено и запатентовано соединение арматуры втулкой обжатой профильным пуансоном. Такое соединение имеет большую надежность, стой-кость к циклическим нагрузкам. Усовершенствованное армирование элементов железобетонных мостовых конструкций использовано при армировании мостовых переходов и путепроводов. Усовершенствовано аналитические и числовые методы решений дифференциальных уравнений, которые описывают основные элементы мостовых конструкций: опору, балку, плиту. Теоретически исследовано численное решения уравнений деформации опоры и балки в полиномиальных и тригонометрических базисных функциях. Установлено, что невязка решений, полученных в разных базисах, зависит от способа закрепления краев и распределения нагрузки. Потеря устойчивости решений в разных базисах происходит при разных степенях разбития конструкции на конечные элементы. Для повышения надежности матема-тического моделирования элементов мостовых конструкций предложено дублирование численных решений в базисах построенных в разных классах функций. Точность полученных решений в разных базисах предложено оценивать их невязкой. Использовано аппарат обобщенных функций, элементов теории упругости и концепций механики хрупкого разрушения для развития методики нахождения напряженно-деформированного состоянию балки таврового профи-ля при наличии в ней дефекта типа трещины. Смоделировано напряженно-деформированное состояние моста в виде плиты в форме параллелограмма. Построено ряд моделей от меньшей степени разбития на конечные элементы до большей, от модели не учитывающей балки до модели учитывающей их. Установлена достаточно приемлемая сходимость результата к оптимальному значению при росте степени разбивки на конечные элементы и учете балок жесткости. Математическая модель ортотропной тонкой плиты, представленная соответствующим дифференциальным уравнением, является шире в познавательном плане, поскольку имеет как действительные, полезные из практической точки зрения, решения, так и комплексные, которые описывают ортотропную плиту с поперечным армированием, которое на практике не используется. Получено полезные для обработки результатов натурных испытаний аналитические соотношения и решения дифференциальных уравнений деформации железобетонной плиты проездной части моста. Определено по результатам статических и динамических испытаний механические параметры железобетонной плиты проездной части моста: цилиндрическую жесткость, модуль упругости, эффективную толщину и т. п.; The thesis aimed at developing methods of calculation of stress and strain analysis and determination of the mechanical parameters of concrete structures of bridges. Based on scientific approach, methods of investigation of dynamic characteristics of mechanical parameters have been improved as well as improved elements of the concrete structures of bridges. Analytical methods and numerical solution of differential equations describing the basic elements of bridge structures such as: resistance, beam, plate have been reviewed critically and constructively. Differential equations of slab bridge deformation that have been developed are useful for field tests results processing. Опис: Робота виконана в Мукачівському державному університеті. Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. Захист відбувся у 2011 р. на засіданні спеціалізованої вченої ради К58.052.01 при Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56. З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул.. Руська, 56.

Оцінювання зародження та розвитку пошкодженості в теплостійкій сталі за термоциклічного навантаження.

2017-06-05T23:03:30Z

Назва: Оцінювання зародження та розвитку пошкодженості в теплостійкій сталі за термоциклічного навантаження. Автори: Біщак, Роман Теодорович; Бищак, Роман Теодорович; Bishchak, R. T. Короткий огляд (реферат): Дисертацію присвячено оцінюванню пошкодженості сталі роликів МБЛЗ та закономірностей її пластичного деформування з урахуванням множинного розтріскування. Встановлено основні закономірності впливу термоциклічного напрацювання на пошкоджуваність, руйнування сталі 25Х1М1Ф та запропоновано схеми деформування матеріалу на різних структурних рівнях. Вперше описано структурні рівні деформування і руйнування сталі 25Х1М1Ф. Встановлено основні закономірності впливу термоциклічного напрацювання на мікро-, мезо- і макрорівнях, які дозволяють оцінити вплив термоциклування на статичну міцність сталі 25Х1М1Ф. Проаналізовано механізми високотемпературного поширення втомних тріщин у сталі 25Х1М1Ф. Тріщини поширюються за змішаним механізмом відриву та локального зсуву матеріалу. Досліджено кількісні показники множинного втомного розтріскування ролика МБЛЗ за різної глибини від зовнішньої поверхні та вплив окиснення поверхні на кількість ідентифікованих тріщин. Виявлено зниження їх кількості на глибині до 2,0 мм у 1,5 рази.; Диссертация посвящена исследованию поврежденности стали роликов МНЛЗ и закономерностей ее пластического деформирования с учетом множественного растрескивания. В работе исследовано деформационное поведение и закономерности разрушения стали 25Х1М1Ф в исходном состоянии и после термоциклической наработки. Установлен эффект снижения условной границы текучести, возрастание относительного удлинение, в основном за счет увеличения составляющей равномерной деформации. Статическая трещиностойкость оказалась слабо чувствительной к изменению состояния металла. Указанные особенности являются следствием изменений в структуре металла и его поврежденности. Установлены основные закономерности влияния термоциклической наработки на микро-, мезо- и макроуровне, которые позволяет сформулировать практические рекомендации по учету влияния термоциклирования на несущую способность и статическую трещиностойкость стали 25Х1М1Ф. Изучено влияние эксплуатационной термомеханической нагрузки на изменения основных механических характеристик стали 25Х1М1Ф. Установлено три особенности механического поведения эксплуатируемого металла, которые указывают на развитие в нем множественной поврежденности: более высокая чувствительность к деградации металла микротвердости по сравнению с твердостью; одновременное повышение твердости и микротвердости, с одной стороны, а с другой - снижение прочности; противоположный характер изменения относительного удлинения и относительного сужения. Проанализированы механизмы высокотемпературного роста усталостных трещин в стали 25Х1М1Ф. Согласно данным фрактографического анализа следует, что магистральная трещина зарождается во внешних слоях материала, развиваясь по механизму вязкого сдвига и отрыва. При этом характер разрушения материала определяется интенсивностью внутризеренной деформации и объединениям пор. Исследованы количественные показатели множественного усталостного растрескивания ролика МНЛЗ на разной глубине от внешней поверхности и влияние окисления поверхности на параметры идентифицированных трещин. Выявлено снижение их количества на глубине до 2,0 мм в 1,5 раза.; The thesis deals with the investigation of steel damage 25Kh1M1F and laws of its plastic deformation with operating multiple cracking. The basic laws of the thermo cyclic loading influence on the damage, fracture of 25Kh1M1F steel and scheme of material deformation at different structural levels have been established. The basic laws of the influence thermo cyclic loading at micro -, meso - and macro levels have been investigated and estimated the effect of thermal cycling on the static strength of 25Kh1M1F steel. The mechanisms of high temperature fatigue crack growth in the steel 25Kh1M1F have been analyzed. Cracks are distributed by the mixed mechanism of separation and displacement of local material. The quantitative indices of multiple fatigue roller cracking at different depths from the outer surface and the effect of surface oxidation on the number of identified cracks have been investigated. Their decrease in 1,5 times have been detected at depth range of 2,0 mm. Опис: Робота виконана у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя. Захист відбувся “ 18 ” 03 2011 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К58.052.01 в Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.