LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування динамічної повзучості алюмінієвого сплаву

розмірів;

-запропоновано методику розрахунку діаграм деформування розтягуванням сплаву АМг6 при комбінованому навантажуванні, яка базується на використанні експериментальних результатів квазістатичного деформування і випробувань на повзучість;

-удосконалено відомі методики прогнозування впливу максимальних напружень на динамічну повзучість алюмінієвого сплаву, які базуються на теорії зміцнення, шляхом використання виявленої залежності приведеної динамічної повзучості від рівня максимальних напружень;

-запропоновано методику прогнозування короткотривалої повзучості зразка з тріщиною при комбінованому навантажуванні, основану на моделюванні тіла з тріщиною гладким зразком, аналізі напружено-деформованого стану у вершині тріщини і врахуванні впливу рівня максимальних напружень на деформацію повзучості.

Практичне значення одержаних результатів.

Запропоновані методики прогнозування динамічної повзучості сплаву АМг6 можуть бути використані при розрахунках елементів конструкцій, які працюють в умовах комбінованого навантажування.

Отриманий ефект збільшення розкриття вершини тріщини в умовах комбінованого навантажування може бути використаний для підвищення утримувальної здатності і довговічності конструкцій з тріщинами шляхом оптимізації режимів попереднього одноразового перевантаження.

Результати дисертаційної роботи в частині методики прогнозування впливу комбінованого навантажування на повзучість гладких зразків і тіл з тріщинами використовуються лабораторією випробувань на міцність АНТК ім. О.К. Антонова при розрахунках напружено-деформованого стану елементів конструкцій літаків на стадії проектування, а також для визначення характеристик механічних властивостей сплаву АМг6 за умов короткотермінового розтягування і повзучості (Акт впровадження АНТК № 1/478 від 25.04.2000 року).

Особистий внесок здобувача. Основні результати, які становлять суть дисертаційної роботи, отримані автором самостійно. В публікаціях, написаних у співавторстві, здобувачеві належить: в роботі [1] - розробка методик експериментальних досліджень впливу додаткового циклічного навантажування на діаграми деформування гладких зразків і тіл з тріщинами із сплаву АМг6 та аналіз отриманих результатів; в роботі [2] - розробка методики розрахунку діаграм деформування при комбінованому (квазістатичному і циклічному) навантажуванні; в роботі [3] - аналіз отриманих експериментальних результатів з допомогою відомих методик прогнозування динамічної повзучості, встановлення впливу рівня максимальних напружень на деформацію повзучості алюмінієвого сплаву, розширення існуючих методик розрахунку; у роботі [4] - порівняльний аналіз результатів фрактографічних досліджень зламів, виявлення мікромеханізмів руйнування сплаву АМг6 в умовах повзучості і короткотривалого розтягування; у роботі [5] - виявлення основних закономірностей впливу параметрів циклічного навантажування на повзучість алюмінієвого сплаву; у роботі [6] - розробка методики дослідження впливу комбінованого навантаження на повзучість сплаву АМг6; у роботі [7] - оцінка впливу комбінованого навантаження на напружено-деформований стан зразків з тріщинами. Постановку задач, аналіз та трактування результатів проведено спільно з науковим керівником.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на III та IV науково-технічних конференціях Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя "Прогресивні матеріали, технології та обладнання в машино- і приладобудуванні" (Тернопіль, 1998, 2000), Другій міжнародній конференції "Механіка руйнування матеріалів і міцність конструкцій" (Львів, 1999), Міжнародній конференції "Оцінка і обгрунтування продовження ресурсу елементів конструкцій" (Київ, 2000), на наукових семінарах у Фізико-механічному інституті імені Г.В.Карпенка НАН України (м.Львів, 2000) та в Тернопільському державному технічному університеті імені Івана Пулюя (Тернопіль, 1998-2000).

Публікації. Результати дисертації опубліковані у 8 друкованих працях. З них - 4 статті у фахових наукових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг роботи становить 150 сторінок, в т.ч. 49 рисунків, 8 таблиць та список використаних джерел із 163 найменувань.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертації, визначена мета роботи та основні напрямки її досягнення, показані наукова новизна та практичне значення отриманих результатів.

У першому розділі проаналізовано відомі теоретичні та експериментальні дослідження напружено-деформованого стану матеріалів за статичного та циклічного навантажувань. Особливу увагу приділено впливу додаткового циклічного навантажування на повзучість гладких тіл та тіл з тріщинами.

За оглядом літератури визначено, що при наявності значної кількості методів розрахунку повзучості та руйнування тіл при статичному навантажуванні, аналіз впливу сумісної дії статичного та низькоамплітудного циклічного навантаження для елементів конструкцій виконується за спрощеними методиками. Практично не дослідженою є дія комбінованого навантажування на напружено-деформований стан тіл з тріщинами при відсутності їх підростання.

На основі виконаного аналізу сформульовано мету та задачі дисертаційної роботи.

У другому розділі наведені методики експериментальних досліджень, вказано обладнання, методи і засоби реалізації силових схем та вимірювання деформацій і зміщень берегів тріщин. Подано характеристики матеріалів, креслення зразків для випробувань та схеми їх навантажування, формули для обчислення коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН) і J-інтегралу.

Експериментальні дослідження виконані на сервогідравлічній випробувальній машині СТМ-100 виробництва АНТК імені О.К. Антонова з керуючим ПК ІВМ РС/АТ. Керування машиною здійснювалось за зусиллям, прикладеним вздовж осі зразків. Реєстрація всіх результатів вимірювань здійснювалась ПК з періодичністю, кратною 0,055 сек.

Механічні властивості матеріалу та деформацію повзучості гладких тіл визначали на зразках з циліндричною робочою частиною діаметром 10мм. Дослідження впливу короткотривалого комбінованого навантажування на розкриття вершини тріщини проводили при позацентровому розтягові плоских зразків поперечним перерізом 12х24 мм.

В процесі експериментів виконано два типи дослідження: на повзучість за статичного і комбінованого (статичного та низькоамплітудного циклічного) навантажування тривалістю до 600 хв. та на короткотривалий розтяг (до 4 хв.) при квазістатичному навантажуванні без накладення та з накладенням додаткової циклічної складової (рис.1).

В експериментах на повзучість зразки швидко монотонно навантажувались до заданого рівня напружень, після чого частина з них витримувалась при статичних напруженнях sс, а для інших на статичну складову додатково накладались циклічні напруження. Результати повзучості при статичному і комбінованому навантажуваннях порівнювали за умови sс=smax.

Всі дослідження виконані при 293К.

Для визначення мікромеханізмів руйнування матеріалу в умовах повзучості та короткотривалого розтягу проведені фрактографічні дослідження поверхонь зламів зразків за допомогою бінокулярного оптичного мікроскопа та растрового електронного мікроскопа типу "Comebax" в діапазоні збільшень від 750 до 2000 крат.

З метою виявлення мікроструктурних змін в матеріалі